Motor assíncrono

O motor assíncrono ou motor de indução é um tipo de motor elétrico de corrente alternada (monofásica, bifásica ou trifásica) em que a corrente elétrica no rotor necessária para produzir torque é obtida por indução eletromagnética a partir do campo magnético do enrolamento do estator. Diferentemente dos motores síncronos, a velocidade de rotação do rotor não é estritamente proporcional à frequência da sua alimentação, sendo sempre ligeiramente inferior à velocidade do campo magnético girante. Essa diferença de velocidade é chamada de escorregamento.^[1]

Os motores de indução são compostos fundamentalmente por duas partes físicas:

• Estator: É a parte estática do motor, composta por um núcleo ferromagnético laminado e ranhurado onde são alojados os enrolamentos (bobinas). Quando alimentados por uma rede de corrente alternada, esses enrolamentos geram o campo magnético rotativo.
• Rotor: É a parte móvel, conectada ao eixo de transmissão de potência mecânica. Pode ser de dois tipos principais:
  • Gaiola de esquilo (curto-circuitado): O núcleo possui barras condutoras (geralmente de alumínio ou cobre) paralelas ao eixo, unidas nas extremidades por anéis condutores, assemelhando-se a uma gaiola. É o tipo mais robusto, de menor custo e o mais utilizado na indústria.
  • Rotor bobinado (anéis coletores): Possui enrolamentos semelhantes aos do estator, cujos terminais são conectados a anéis coletores no eixo do motor. Isso permite a inserção de resistências externas para controle de corrente de partida e ajuste de velocidade.

Quando os enrolamentos do estator recebem corrente alternada, gera-se um campo magnético girante. Este fluxo magnético variável atravessa o rotor estacionário, induzindo nele uma força eletromotriz (f.e.m.), em concordância com a Lei de Faraday da Indução.

Como os condutores do rotor formam um circuito elétrico fechado, essa f.e.m. gera correntes induzidas. A interação entre o campo magnético do estator e essas correntes no rotor cria uma força magnética que resulta em um torque, fazendo o eixo girar no mesmo sentido do campo girante do estator. Pela Lei de Lenz, o rotor tenta "alcançar" a velocidade do campo magnético para anular a variação de fluxo que o gerou. No entanto, se o alcançasse, não haveria variação de fluxo, cessando a indução e o torque. Por essa razão, o motor opera sempre a uma velocidade ligeiramente menor (assíncrona).

A velocidade de rotação do campo magnético gerado pelo estator é chamada de velocidade síncrona (${\displaystyle n_{s}}$), e depende diretamente da frequência da rede elétrica e do número de polos magnéticos do motor:

${\displaystyle n_{s}={\frac {120\cdot f}{p}}}$

Onde:

• ${\displaystyle n_{s}}$ = velocidade síncrona em rotações por minuto (RPM);
• ${\displaystyle f}$ = frequência da rede elétrica em Hertz (Hz);
• ${\displaystyle p}$ = número de polos do motor.

A velocidade real do eixo do motor é a velocidade assíncrona (${\displaystyle n_{r}}$). A diferença percentual entre a velocidade síncrona e a assíncrona é denominada escorregamento (${\displaystyle s}$):

${\displaystyle n_{r}=n_{s}\cdot (1-s)}$

Exemplo Prático: Para um motor de 4 polos ligado a uma rede de 60 Hz, operando com um escorregamento de 3% (0,03):

• ${\displaystyle n_{s}={\frac {120\cdot 60}{4}}=1800{\text{ RPM}}}$
• ${\displaystyle n_{r}=1800\cdot (1-0,03)=1746{\text{ RPM}}}$

• Motor elétrico
• Motor síncrono
• Campo magnético rotativo