Condição de Torque Máximo de um Motor de Indução

No artigo intitulado "Equação do Torque de um Motor de Indução", já examinamos o torque desenvolvido e sua equação correspondente. Agora, discutiremos a Condição de Torque Máximo de um motor de indução. O torque gerado em um motor de indução depende principalmente de três fatores: a magnitude da corrente do rotor, a interação entre o rotor e o fluxo magnético do motor e o fator de potência do rotor. A equação para o valor do torque durante a operação do motor é a seguinte:

O ângulo de fase da impedância total da rede RC sempre varia de 0° a 90°. A impedância representa a oposição que um elemento de circuito eletrônico apresenta ao fluxo de corrente. Quando a impedância do enrolamento do estator é considerada desprezível, para uma tensão de alimentação V1 dada, E20 permanece constante.

O torque desenvolvido atingirá seu valor máximo quando o lado direito da Equação (4) for maximizado. Isso ocorre quando o valor do denominador, conforme mostrado abaixo, é igual a zero.

Seja,

Assim, o torque desenvolvido atinge seu valor máximo quando a resistência do rotor por fase é igual à reatância do rotor por fase nas condições de funcionamento. Substituindo sX₂₀ = R₂ na Equação (1) resulta na expressão para o torque máximo.

A equação acima indica que a magnitude do torque máximo é independente da resistência do rotor.

Se sM denota o valor de deslizamento correspondente ao torque máximo, então, a partir da Equação (5):

Portanto, a velocidade do rotor no ponto de torque máximo é dada pela equação abaixo:

As seguintes conclusões sobre o torque máximo podem ser derivadas da Equação (7):

• Independência da Resistência do Rotor: A magnitude do torque máximo é independente da resistência do circuito do rotor.

• Proporcionalidade Inversa à Reatância do Rotor: O torque máximo varia inversamente com a reatância em repouso X20 do rotor. Portanto, para maximizar o torque, X20 (e, consequentemente, a indutância do rotor) deve ser minimizada.

• Ajustabilidade via Resistência do Rotor: Ao ajustar a resistência no circuito do rotor, o torque máximo pode ser alcançado em qualquer deslizamento ou velocidade alvo. Isso é determinado pela resistência do rotor no deslizamento sM = R2/X20.

• Requisitos de Resistência do Rotor para Diferentes Condições:

• Para atingir o torque máximo em repouso, a resistência do rotor deve ser alta e igual a X20.

• Para o torque máximo nas condições de funcionamento, a resistência do rotor deve ser baixa.