Motor síncrono y asíncrono


Estos dos tipos de motores eléctricos son trifásicos y trabajan con fuentes de tensión similares. La construcción interna varía sobre todo en el rotor. Se considera que tienen un rotor físico (visible) un campo magnético rotatorio (invisible). Según la interacción entre el rotor y el campo magnético, los motores se clasifican en dos categorías:

  • El motor síncrono, el campo magnético y el rotor tienen la misma velocidad de giro.
  • El motor de inducción, el rotor gira ligeramente más despacio que el campo magnético. Por eso se le conoce como motor asíncrono.

La velocidad de giro del campo magnético se conoce como velocidad de sincronismo, y se calcula a partir de la frecuencia de la fuente de alimentación (en Hercios) y el número de polos en el campo magnético del motor. La fórmula:

  • Velocidad de sincronismo = 120 * frecuencia eléctrica / número de polos

Un motor de 6 polos con una tensión de 50 Hz tendrá una velocidad de sincronismo de 1.000 rpm. 

Motor Síncrono

En el motor síncrono se monta un imán sobre un eje y se coloca dentro de un campo magnético rotatorio, el eje rotará a la misma velocidad que el campo. Esto se logra con un imán permanente, o con un electroimán conectado a una fuente de tensión de corriente contínua. El eje sigue el sentido de giro del campo magnético a la misma velocidad.

Un generador síncrono se construye de forma similar, con la diferencia que una turbina mueve el rotor, y las terminales del estator producen potencia eléctrica trifásica. Este es el tipo de generador usado en las plantas de generación eléctrica, ya que la relación directa entre velocidad de rotación mecánica y frecuencia eléctrica simplifica el control.

Motor Asíncrono

El motor asíncrono tiene cierto parecido con un transformador, el cual produce voltaje en su devanado secundario al recibir voltaje en su devanado primario. Cuando el estator se conecta a una fuente de energía, el campo magnético rotatorio induce un voltaje secundario en el rotor, produciendo a su vez un campo magnético secundario. Ambos campos interactúan y el rotor gira, pero en este caso hay una ligera diferencia entre la velocidad del campo y la velocidad real del rotor. Por ejemplo un motor de 6 polos a 50 Hz gira a una velocidad menor a 1.000 rpm (velocidad de sincronismo).

La diferencia entre la velocidad del campo y la velocidad del rotor se describe mediante un concepto conocido como deslizamiento (slip), el cual se calcula con la fórmula siguiente:

  • Deslizamiento = (velocidad de sincronismo – velocidad real) / velocidad de sincronismo

Supongamos que el motor de inducción de 6 polos, 50 Hz, tiene una velocidad real de 965 rpm. En este caso, el deslizamiento sería:

  • Deslizamiento = (1000 rpm – 965 rpm) / 965 rpm = 0.0362 = 3.62%

La velocidad nominal en los motores de inducción (965 rpm en este ejemplo) aplica cuando el motor trabaja a plena carga. Si se conecta el motor sin carga girará a mayor velocidad, probablemente por encima de los 990 rpm, pero sin llegar a las 1000 rpm. En teoría, un motor de inducción llega a velocidad de sincronismo cuando el rotor no tiene carga mecánica, pero esto es imposible porque siempre habrá pérdidas mecánicas por fricción por pequeñas que sean.

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