1. Relação de correspondência entre velocidade operacional e campo magnético

• Motores síncronos: A velocidade do rotor é sempre totalmente consistente com a velocidade do campo magnético rotativo do estator, o que é chamado de "operação síncrona". Seus rotores possuem ímãs permanentes incorporados ou geram um campo magnético fixo passando corrente contínua pelo enrolamento de excitação. Após a formação do campo magnético rotativo do estator, ele puxará o rotor para girar sincronizadamente, como "um ímã atraindo ferro", sem desvio de velocidade.
• Motores assíncronos: A velocidade do rotor é sempre menor que a velocidade do campo magnético rotativo do estator, resultando em uma "diferença de velocidade" (daí a origem do nome "assíncrono"). Seus rotores não possuem um campo magnético independente; em vez disso, dependem do campo magnético do estator para cortar os condutores do rotor e gerar uma corrente induzida, que por sua vez forma um campo magnético do rotor. Somente quando a velocidade do rotor é menor que o campo magnético do estator é que o corte contínuo dos condutores pelo campo magnético pode ser garantido, mantendo a corrente induzida e a rotação do rotor. Portanto, a diferença de velocidade é uma condição necessária para a operação de motores assíncronos.

2. Desempenho inicial e características de torque

• Motores síncronos: Eles têm o problema de "partida difícil". Como o campo magnético do rotor é fixo, a velocidade do campo magnético rotativo do estator é extremamente alta no momento da partida, e o rotor não consegue acompanhar imediatamente devido à inércia, causando facilmente "perda de sincronismo" (ou seja, o rotor não pode ser puxado para girar pelo campo magnético). Portanto, eles não podem ser iniciados por energização direta. Normalmente, dispositivos auxiliares (como um pequeno enrolamento de partida assíncrona) são necessários para primeiro girar o rotor a uma velocidade próxima à velocidade síncrona e, em seguida, a corrente de excitação é aplicada para completar a "sincronização de tração". Além disso, seu torque de partida é pequeno, dificultando o acionamento de cargas pesadas para a partida.
• Motores assíncronos: São fáceis de iniciar e possuem características de torque mais flexíveis. Não são necessários dispositivos auxiliares; podem ser iniciados por energização direta. Durante o processo de partida, a velocidade do rotor aumenta gradualmente e a diferença de velocidade diminui gradualmente. De acordo com as diferentes estruturas do rotor, os motores assíncronos podem ser divididos em tipo gaiola de esquilo e tipo rotor bobinado: Os motores gaiola de esquilo têm torque de partida moderado e são adequados para cenários de carga leve (como ventiladores); Os motores de rotor bobinado podem aumentar o torque de partida conectando resistores em série no circuito do rotor, o que pode atender aos requisitos de partida de cargas pesadas (como guindastes).

3. Capacidade de ajuste de eficiência e fator de potência

• Motores síncronos: Possuem maior eficiência e podem ajustar o fator de potência. Como a velocidade é sempre síncrona, não há "perda por escorregamento" (uma das principais perdas em motores assíncronos) causada pela diferença de velocidade. Menos energia é desperdiçada durante a operação a longo prazo, e a vantagem de eficiência é mais evidente em equipamentos de alta capacidade (como grandes geradores e compressores industriais). Além disso, o fator de potência dos motores síncronos pode ser controlado ajustando a corrente de excitação. Quando a corrente de excitação é suficiente, o motor pode fornecer potência reativa para a rede elétrica, melhorando o fator de potência da rede elétrica (motores assíncronos não conseguem fazer isso). Portanto, são frequentemente usados ​​como "condensadores síncronos" para estabilizar a tensão da rede elétrica.
• Motores assíncronos: Possuem eficiência relativamente baixa e fator de potência fixo. Devido à existência de perdas por escorregamento, especialmente durante a operação com carga leve, a eficiência diminui significativamente (por exemplo, a eficiência é próxima de zero sem carga). Ao mesmo tempo, seu fator de potência está sempre atrasado (ou seja, precisam absorver potência reativa da rede elétrica para estabelecer um campo magnético) e não podem ser ajustados ativamente. O uso em larga escala pode levar à diminuição do fator de potência da rede elétrica e ao aumento das perdas na rede elétrica.

4. Diferenças nos cenários de aplicação

• Motores síncronos:Eles são mais adequados para cenários com altos requisitos de precisão de velocidade, eficiência e estabilidade da rede elétrica:
  1. Campo de geração de energia: Todos os grandes geradores (como geradores térmicos e hidrelétricos) são motores síncronos, porque podem garantir velocidade estável e produzir energia elétrica com frequência constante (a frequência da rede elétrica da China é fixa em 50 Hz, o que precisa ser realizado com base em motores síncronos).
  2. Equipamentos industriais de carga pesada: grandes compressores industriais, bombas de água, moinhos de bolas, etc., usam sua alta eficiência e velocidade estável para reduzir custos operacionais de longo prazo.
  3. Regulação da rede elétrica: Usado como condensadores síncronos para melhorar o fator de potência da rede elétrica e aliviar o problema de potência reativa insuficiente na rede elétrica.
• Motores assíncronos: Devido à sua estrutura simples, baixo custo e manutenção conveniente, eles se tornaram a escolha principal em cenários civis e industriais de pequeno e médio porte:
  1. Equipamentos civis: Eletrodomésticos (como condicionadores de ar, máquinas de lavar, ventiladores elétricos) e pequenas bombas de água usam motores assíncronos de gaiola de esquilo para atender às necessidades diárias de carga leve.
  2. Equipamentos industriais de pequeno a médio porte: fusos de máquinas-ferramentas, correias transportadoras, sopradores, etc., não exigem precisão e eficiência extremamente altas, portanto, a vantagem de custo-benefício dos motores assíncronos é mais proeminente.
  3. Cenários de partida com carga pesada: Motores assíncronos de rotor bobinado são usados ​​em equipamentos como guindastes e talhas, onde o torque de partida é ajustado pela modificação da resistência do rotor.