¿Por qué se usa el motor de inducción de CA para aplicaciones de alta potencia?

Los motores de corriente continua requieren conmutadores. Toda la potencia de salida mecánica debe transferirse al rotor a través del conmutador. La tensión y la corriente máximas para las cuales se puede diseñar un conmutador limita la potencia máxima para la cual se pueden diseñar los motores de CC. Los motores de CA no tienen esa limitación, por lo que se utilizan a niveles de potencia que los motores de CC son imposibles de diseñar o muy difíciles de construir.

Incluso en los niveles de potencia para los cuales los motores de CC se han usado comúnmente en el pasado, el conmutador plantea un problema de mantenimiento y confiabilidad. Dado que los motores de inducción de frecuencia variable económicamente competitivos han igualado y superado el rendimiento y la confiabilidad de los motores y controladores de CC, se han convertido en la alternativa preferida para la mayoría de los usos.

Por encima de un cierto nivel de potencia, se utilizan motores síncronos de rotor bobinado en lugar de motores de inducción. Eso puede tener que ver con algún problema de diseño, eficiencia, costo de fabricación o alguna combinación de factores.

Las descripciones de la línea de productos de varios fabricantes indican que los motores de inducción están disponibles con clasificaciones de hasta al menos 10,000 caballos de fuerza (7.5 MW). Los motores síncronos de rotor de herida están disponibles con capacidades de hasta 135,000 Hp (100 MW). Los generadores síncronos están disponibles con capacidades de hasta al menos 2000 MW. Los generadores síncronos han operado hasta 380 MW como motores en una planta hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo.

Su pregunta es diferente de lo que dice la línea de asunto.
Existe una gran cantidad en la web sobre cómo y por qué de los motores de inducción de CA.

Ver referencias a continuación, pero:

El motor de inducción fue inventado por Nikola Tesla, por lo que obviamente utiliza la magia como parte de su principio de funcionamiento. La magia que Niccolai descubrió aquí es probablemente su invento más útil.

Un motor de inducción trifásico es efectivamente una combinación de un transformador giratorio más una aplicación de atracción y repulsión de imán a imán.

El estator de un 3pIM consta de 3 conjuntos de bobinas que producen un campo magnético giratorio a la frecuencia de la red de CA.

El rotor del motor consiste en una serie de devanados en forma de "barras" conductoras que actúan como el secundario de un transformador junto con los devanados del estator. Cuando el rotor gira, la frecuencia efectiva "vista" por los devanados del rotor es la diferencia entre la frecuencia del campo de rotación (generalmente 50 Hz o 60 Hz según el país) y la frecuencia de rotación del rotor. Si la frecuencia del rotor fuera igual a la frecuencia de la red, habría una diferencia de 0 frecuencias, por lo que no habría acción del transformador. A medida que el rotor se queda atrás de la frecuencia del campo del estator, la frecuencia de diferencia induce corrientes en las barras del rotor y produce campos magnéticos. El motor está diseñado de tal manera que los campos magnéticos del rotor inducido sirven para atraer los polos mágicos del rotor hacia los polos del campo magnético giratorio que causan las corrientes inducidas, por lo que el rotor persigue "el campo que causa sus corrientes. Si hay una carga mínima en el rotor, entonces girará cerca de la frecuencia de la red. Cuando el rotor se carga, se "aleja" de los campos giratorios, lo que hace que aumente la frecuencia de "deslizamiento", lo que provoca que se induzca más corriente, lo que aumenta la potencia disponible y el tirón del rotor. de vuelta al bloqueo, lo que hace que la frecuencia de deslizamiento disminuya, causando ...!.
De modo que se alcanza un punto estable donde el rotor arrastra el campo giratorio por una frecuencia de deslizamiento que permite que la potencia se transfiera para provocar un funcionamiento estable.

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