¿Por qué es necesario el deslizamiento en un motor de inducción?

El campo magnético del estator, que gira más rápido que la velocidad física del rotor, pasa a través de los conductores del rotor. Eso induce corriente en el rotor. La corriente en el rotor genera un campo magnético en el rotor que gira a la misma velocidad que el campo magnético del estator, pero retrasado en su posición. Eso crea el par del rotor. A velocidad síncrona, el rotor giraría a la misma velocidad que el campo magnético del rotor y no se produciría un par. Sin carga sujeta al eje del motor, se requiere muy poco torque para mantener el rotor en movimiento, por lo que la velocidad es casi sincrónica. Cualquier aumento en la carga reduce la velocidad del rotor y aumenta la corriente y el par del rotor.

Ciertamente puede rotar a velocidad síncrona, o incluso más rápido.

Pero la energía eléctrica se comunica al rotor por inducción. Efectivamente, el rotor es el devanado secundario de un transformador, que es impulsado por una frecuencia igual a la velocidad de deslizamiento. Por lo tanto, a velocidad síncrona, esa frecuencia es cero y no se comunica potencia al rotor.

Por lo tanto, para girar a la velocidad de sincronización, debe conducir el rotor mecánicamente con suficiente potencia para superar las pérdidas por fricción. Esto sucede en un automóvil Tesla que rueda cuesta abajo, por ejemplo.

Conduzca el rotor más rápido que la velocidad síncrona, y puede devolver la energía al sistema eléctrico. La inducción entre el rotor y el estator ahora extrae la energía eléctrica del rotor, actuando como un freno en lo que sea que lo accione mecánicamente a través del eje.

Pero entonces no es un motor, es un generador.

Si el rotor se gira a una velocidad síncrona, habrá una inducción cero y, por lo tanto, se producirá un par de torsión cero. Lo que ve es deslizamiento y ese deslizamiento crea suficiente inducción que conduce a un par suficiente para superar la fricción residual y las pérdidas cuando no se conecta una carga mecánica adecuada.

En caso de que no entendieras la idea de inducción cero; Si los devanados del rotor giran al mismo ritmo que el campo magnético giratorio, el rotor no percibe ningún cambio neto en el campo magnético, por lo tanto, debido a la ley de inducción de Faraday, no se produce inducción.

Debes mirar de cerca el rotor. En particular, busca cualquier evidencia de magnetismo. No encontrarás ninguna .

Para funcionar sincrónicamente, el rotor debería tener un magnetismo definido de norte a sur. Ese imán tendría que ser lo suficientemente fuerte para mantener el motor sincronizado a pesar del arrastre de la carga. Esto se podría hacer con imanes permanentes o con un rotor enrollado alimentado a través de anillos deslizantes.

Lo que realmente tienes es una "jaula de ardilla". Podría ser una tubería simple de cobre o aluminio, pero funciona mejor si está encajada en la tubería, pareciendo una jaula de ardilla. Aún mejor si se agregan laminados ferrosos a su centro. No hay conexiones eléctricas al rotor .

Elestatordelmotorcreauncampomagnéticogiratorioquegiraa3000/3600RPMo1500/1800RPM.El"chasquido de este imán virtual" a través de la jaula de ardilla induce corrientes en la jaula. Esa corriente crea un campo magnético, y la atracción / repulsión de ese campo magnético pone el rotor en movimiento.

Lo que puede hacer el rotor de la jaula de ardilla, que el motor síncrono no puede, se recupera cuando la carga lo arrastra fuera de frecuencia. Cuanto más fuera de frecuencia es, más induce y más potencia desarrolla: cualquiera que haya trabajado en una carpintería conoce el sonido BEEE-OOOO-EEE de una sierra de mesa que se carga durante un corte.

En teoría, es raro. Pero en el uso práctico, es muy elegante. ¡Gracias, señor Tesla!