I. Diferencias fundamentales: desde los principios de funcionamiento hasta las características clave

1. Relación de velocidad: La definición esencial de sincronismo y asincronismo

• Motores síncronosLa velocidad del rotor (n) es exactamente igual a la velocidad síncrona (n₀) (es decir, n = n₀). El rotor requiere una fuente de excitación adicional (como imanes permanentes o un devanado de excitación alimentado con corriente continua) para generar un campo magnético fijo que sigue sincrónicamente la rotación del campo magnético giratorio del estator. No existe relación de deslizamiento (s = (n₀ – n)/n₀ = 0).
• Motores asíncronosLa velocidad del rotor (n) siempre es menor que la velocidad síncrona (n₀) (es decir, n

2. Estructura y rendimiento: manifestaciones específicas de diferencias extendidas

• Complejidad estructuralLos motores síncronos tienen una estructura más compleja y mayores costos de fabricación debido a la necesidad de dispositivos de excitación (como imanes permanentes, bobinados de excitación o anillos rozantes). En cambio, los motores asíncronos tienen un rotor compuesto únicamente por bobinados de barras de aluminio fundido o cobre, sin componentes de excitación, lo que resulta en una estructura simple, un bajo costo y un mantenimiento más sencillo.
• Eficiencia y factor de potenciaAl ajustar la corriente de excitación, los motores síncronos pueden alcanzar un factor de potencia de 1 o incluso adelantado, lo que contribuye a mejorar el factor de potencia de la red eléctrica. Además, presentan una mayor eficiencia bajo carga nominal (normalmente entre un 3 % y un 5 % superior a la de los motores asíncronos de la misma potencia). Sin embargo, los motores asíncronos siempre presentan un factor de potencia retrasado (normalmente entre 0,7 y 0,9) y su eficiencia disminuye significativamente bajo cargas ligeras (p. ej., con una carga del 30 %, la eficiencia es solo aproximadamente el 50 % de la eficiencia bajo carga nominal).
• Características de regulación de velocidadLa velocidad de los motores síncronos se ajusta estrictamente a la frecuencia y solo puede ajustarse mediante conversión de frecuencia, lo que resulta en un rango de regulación de velocidad relativamente estrecho (que generalmente depende de un control de conversión de frecuencia de alta precisión). Los motores asíncronos pueden regularse mediante variación de voltaje, conversión de frecuencia y otros métodos; su tecnología de regulación de velocidad es avanzada y adecuada para escenarios de regulación de velocidad de precisión media a baja.

II. Selección de la aplicación: Adaptación de las características a los requisitos del escenario

1. Motores síncronos: adecuados para escenarios de alta precisión y alta demanda.

• Escenarios de control de velocidad de alta precisiónAplicaciones como husillos de hilado en maquinaria textil y ejes principales en máquinas herramienta de precisión requieren una velocidad constante (sin fluctuaciones). La velocidad de los motores síncronos está estrictamente sincronizada con la frecuencia y, con control de conversión de frecuencia, la precisión de velocidad puede alcanzar ±0,1 %, evitando así la deriva de velocidad causada por la relación de deslizamiento de los motores asíncronos y garantizando la uniformidad del hilo y la precisión del procesamiento de la máquina herramienta.
• Escenarios de alta potencia y eficiencia energéticaAlgunos ejemplos son los generadores de turbina en grandes centrales térmicas y los compresores industriales (generalmente con potencias ≥ 1000 kW). Los motores síncronos ofrecen alta eficiencia y factores de potencia ajustables. Por ejemplo, para un compresor de 1000 kW, un motor síncrono consume aproximadamente 120 000 kWh menos de electricidad al año (calculado con base en 8000 horas de funcionamiento al año y una diferencia de eficiencia del 1,5 %) en comparación con un motor asíncrono. Además, pueden compensar la potencia reactiva rezagada en la red eléctrica, reduciendo así las pérdidas.
• Escenarios especiales de baja velocidadLos grandes generadores hidroeléctricos (con velocidades típicamente

2. Motores asíncronos: adecuados para escenarios de uso general y bajo costo.

• Escenarios de conducción general de potencia media y baja: Estos incluyen compresores de aire acondicionado domésticos y motores de cintas transportadoras industriales (generalmente con potencia
• Escenarios de arranque frecuente y carga variableAplicaciones como máquinas de tracción de ascensores y ventiladores pequeños y medianos (que requieren arranques y paradas frecuentes o fluctuaciones de carga) son típicas. Los motores asíncronos tienen un par de arranque moderado (normalmente entre 1,5 y 2 veces el par nominal) y su corriente de arranque se puede controlar mediante arrancadores suaves, lo que los hace adecuados para ciclos de arranque y parada frecuentes. Sin embargo, los motores síncronos requieren dispositivos adicionales (como bobinados de amortiguación) para compensar la pérdida de sincronización durante el arranque, lo que resulta en un control de arranque complejo y los hace inadecuados para situaciones de arranque y parada frecuentes.
• Escenarios de bajo costo y fácil mantenimientoLas bombas de riego agrícola y las máquinas herramienta pequeñas (con presupuestos limitados y condiciones de mantenimiento sencillas) se incluyen en este grupo. Los motores asíncronos no tienen componentes vulnerables como anillos colectores o devanados de excitación, con un tiempo medio entre fallos (MTBF) superior a 20 000 horas. Por el contrario, los motores síncronos presentan problemas como el envejecimiento de los imanes permanentes y fallos en los devanados de excitación, que requieren un mantenimiento profesional y aumentan los costes a largo plazo.

III. Conclusión: Principios básicos de la lógica de selección