velocidad síncrona

En un motor de inducción de CA, la velocidad síncrona es la velocidad de rotación a la que el campo magnético del estator gira dentro de la máquina. Esta velocidad está determinada completamente por la frecuencia de la alimentación de CA y el número de polos magnéticos bobinados en el estator. Para un motor que funciona con alimentación monofásica o trifásica de 60 Hz con dos polos, la velocidad síncrona es de 3600 rpm; con cuatro polos, baja a 1800 rpm. La relación es fija: la velocidad síncrona en rpm es igual a 120 veces la frecuencia en hercios, dividida por el número de pares de polos.

La razón por la que la velocidad síncrona es importante es que el rotor de un motor de inducción nunca gira realmente a esta velocidad teórica. El rotor se retrasa con respecto al campo magnético giratorio en una pequeña cantidad llamada deslizamiento, típicamente del 3 al 5 por ciento bajo carga completa. Este deslizamiento es lo que permite que el motor desarrolle par: el movimiento relativo entre el campo y el rotor induce corriente en las barras del rotor, creando la fuerza que hace girar el eje. Si se elimina el deslizamiento, el motor no produce ningún par en absoluto.

El término síncrono proviene de los motores síncronos, que sí giran exactamente a la misma velocidad que el campo magnético, lo que requiere una construcción especial con imanes permanentes o un bobinado de CC para bloquear el rotor al campo. Los motores de inducción, por el contrario, son asíncronos: siempre funcionan ligeramente más lentos que la velocidad síncrona. A pesar de esto, los ingenieros aún hacen referencia a la velocidad síncrona al describir el punto de funcionamiento de un motor de inducción, ya que establece la línea de base a partir de la cual se mide el deslizamiento y determina el rango de velocidad disponible del motor.

En entornos industriales, conocer la velocidad síncrona es esencial para la selección del motor y la adaptación de la carga. Un motor de cuatro polos de 60 Hz tiene una velocidad síncrona de 1800 rpm y una velocidad a plena carga de alrededor de 1750 rpm. Una versión de dos polos del mismo motor alcanza 3600 rpm de forma síncrona, con una carga completa más cercana a 3500 rpm. Muchos procesos industriales requieren velocidades de salida específicas; elegir un número de polos incorrecto significa usar un reductor de engranajes o aceptar una velocidad no coincidente en la carga impulsada.

La conversión de frecuencia añade una capa de complejidad. En regiones o instalaciones que utilizan energía de 50 Hz, la velocidad síncrona de un motor de cuatro polos es de 1500 rpm, no de 1800. Los variadores de frecuencia (VFD) cambian tanto la frecuencia como el voltaje enviados al motor, lo que permite ajustar su velocidad síncrona desde casi cero hasta muy por encima de la velocidad nominal. La velocidad real del motor aún se retrasa por el deslizamiento, pero ahora ese deslizamiento ocurre a cualquier frecuencia que esté emitiendo el variador.