Refrigerar de água montado de superfície PMSM interior do motor síncrono de ímã permanente

Porquê escolher motores de ímã permanente?
 
Os motores de ímã permanente AC (PMAC) oferecem várias vantagens em relação a outros tipos de motores, incluindo:
 
Alta eficiência: os motores PMAC são altamente eficientes devido à ausência de perdas de cobre do rotor e às perdas de enrolamento reduzidas.Resultando em economias de energia significativas.
 
Alta densidade de potência: os motores PMAC têm uma maior densidade de potência em comparação com outros tipos de motor, o que significa que podem produzir mais potência por unidade de tamanho e peso.Isto os torna ideais para aplicações onde o espaço é limitado.
 
Alta densidade de binário: os motores PMAC têm uma alta densidade de binário, o que significa que podem produzir mais binário por unidade de tamanho e peso..
 
Manutenção reduzida: Como os motores PMAC não têm escovas, eles exigem menos manutenção e têm uma vida útil mais longa do que outros tipos de motores.
 
Controle melhorado: Os motores PMAC têm melhor controle de velocidade e torque em comparação com outros tipos de motores, tornando-os ideais para aplicações onde o controle preciso é necessário.
 
Amigável ao ambiente: os motores PMAC são mais amigáveis ao ambiente do que outros tipos de motores, uma vez que utilizam metais de terras raras,que são mais fáceis de reciclar e produzem menos resíduos em comparação com outros tipos de motores.
 
No geral, as vantagens dos motores PMAC os tornam uma excelente escolha para uma ampla gama de aplicações, incluindo veículos elétricos, máquinas industriais e sistemas de energia renovável.
 
 
Os motores de ímã permanente AC (PMAC) têm uma ampla gama de aplicações, incluindo:
 
Máquinas industriais: os motores PMAC são usados em uma variedade de aplicações de máquinas industriais, como bombas, compressores, ventiladores e máquinas-ferramenta.e controlo preciso, tornando-os ideais para estas aplicações.
 
Robótica: os motores PMAC são usados em aplicações de robótica e automação, onde oferecem alta densidade de binário, controle preciso e alta eficiência.e outros sistemas de controlo de movimento.
 
Sistemas HVAC: Os motores PMAC são usados em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC), onde oferecem alta eficiência, controle preciso e baixos níveis de ruído.Eles são frequentemente utilizados em ventiladores e bombas nestes sistemas.
 
Sistemas de energia renovável: Os motores PMAC são usados em sistemas de energia renovável, como turbinas eólicas e rastreadores solares, onde oferecem alta eficiência, alta densidade de potência e controle preciso.Eles são frequentemente utilizados em geradores e sistemas de rastreamento nestes sistemas.
 
Equipamento médico: Os motores PMAC são usados em equipamentos médicos, como máquinas de ressonância magnética, onde oferecem alta densidade de binário, controle preciso e baixos níveis de ruído.Eles são frequentemente usados nos motores que impulsionam as peças móveis nessas máquinas.

Princípio de funcionamento
O princípio de funcionamento do motor síncrono de ímã permanente é semelhante ao do motor síncrono.Quando o enrolamento do estator é energizado dando a alimentação de 3 fases, um campo magnético rotativo é criado entre os espaços de ar.
 
Isto produz o binário quando os polos do campo do rotor mantêm o campo magnético giratório a velocidade síncrona e o rotor gira continuamente.É necessário fornecer uma fonte de alimentação de frequência variável.
 
Equação de campo electromagnético e torque
Em uma máquina síncrona, o EMF médio induzido por fase é chamado de EMF dinâmico induzido em um motor síncrono, o fluxo cortado por cada condutor por revolução é Pφ Weber
Então o tempo necessário para completar uma revolução é de 60/N sec
 
O CEM médio induzido por condutor pode ser calculado utilizando
 
(PφN / 60) x Zph = (PφN / 60) x 2Tph
 
Onde Tph = Zph / 2
 
Por conseguinte, o CEM médio por fase é:
 
= 4 x φ x Tph x PN/120 = 4φfTph
Onde Tph = número de voltas ligadas em série por fase
 
φ = fluxo/pólo em Weber
 
P= número de postes
 
F= frequência em Hz
 
Zph= número de condutores ligados em série por fase = Zph/3
 
A equação EMF depende das bobinas e dos condutores no estator.
 
Assim, E = 4 x φ x f x Tph xKd x Kp
 
A equação do binário de um motor síncrono de ímã permanente é dada como:
 
T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm
 
 
PMSM montado na superfície
Nesta construção, o ímã é montado na superfície do rotor.Ele fornece uma lacuna de ar uniforme porque a permeabilidade do ímã permanente e a lacuna de ar é a mesmaSem torque de relutância, alto desempenho dinâmico e adequado para dispositivos de alta velocidade como robótica e acionamento de ferramentas.
 
PMSM enterrado ou PMSM interior
Neste tipo de construção, o ímã permanente é incorporado no rotor, como mostrado na figura abaixo.Torque de relutância é devido à saliência do motor.

Por que escolher um motor IPM em vez de um SPM?

1O torque elevado é alcançado através da utilização do torque de relutância para além do torque magnético.

2Os motores IPM consomem até 30% menos de energia em comparação com os motores eléctricos convencionais.

3A segurança mecânica é melhorada, uma vez que, ao contrário de um SPM, o ímã não se desprende devido à força centrífuga.

4Pode responder à rotação do motor de alta velocidade controlando os dois tipos de binário utilizando o controlo de vetores.

Funcionamento de um motor síncrono de ímã permanente:
O funcionamento do motor síncrono de ímã permanente é muito simples, rápido e eficaz em comparação com os motores convencionais.O funcionamento do PMSM depende do campo magnético rotativo do estator e do campo magnético constante do rotorOs ímãs permanentes são usados como rotor para criar fluxo magnético constante e operar e bloquear a velocidade síncrona.
 
Os grupos de fasores são formados por unir os enrolamentos do estator uns com os outros.e de dupla e única fasePara reduzir as tensões harmónicas, os enrolamentos devem ser enrolados brevemente uns com os outros.
 
Quando a alimentação AC de 3 fases é dada ao estator, ele cria um campo magnético rotativo e o campo magnético constante é induzido devido ao ímã permanente do rotor.Este rotor opera em sincronia com a velocidade síncronaTodo o funcionamento do PMSM depende da lacuna de ar entre o estator e o rotor sem carga.
 
Se a lacuna de ar for grande, as perdas de vento do motor serão reduzidas.Os motores síncronos de ímã permanente não são motores de arranque automáticoAssim, é necessário controlar a frequência variável do estator eletronicamente.
 

Vantagens

As vantagens do motor síncrono de ímã permanente incluem:

proporciona maior eficiência a altas velocidades

Disponível em pequenas dimensões em diferentes embalagens

manutenção e instalação são muito mais fáceis do que com um motor de indução

com uma tensão de saída superior a 50 V,

alta eficiência e fiabilidade

proporciona um binário suave e um desempenho dinâmico

Desvantagens

As desvantagens dos motores síncronos de ímã permanente são:

Estes tipos de motores são muito caros quando comparados com motores de indução

De alguma forma difícil de ligar porque não são motores auto-iniciados.

Existem muitas maneiras de iniciar um motor síncrono de ímã permanente, incluindo arranque direto, arranque de descompressão de autoacoplamento, arranque de descompressão Y-Δ, arranque suave, inverter, etc.Então, qual é a diferença entre eles?

1Quando a capacidade e a carga da rede permitem arranque direto a voltagem total, pode considerar-se arranque direto a voltagem total.e alta economiaÉ utilizado principalmente para iniciar motores de pequena potência.

2A transmissão automática começa usando o multi-toque da transmissão automática para reduzir a pressão,que não só pode atender às necessidades de diferentes cargas, mas também o binário de partida será maiorÉ um método de arranque por descompressão e é frequentemente utilizado para arrancar motores de alta capacidade.

3O motor assíncrono da gaiola de esquilo é enrolado e ligado ao estator delta.e depois ligado ao delta depois de começarEste modo de arranque é referido como arranque de descompressão star-delta, ou arranque star-delta (Y-delta start).É adequado para arranque sem carga ou com carga leveEm comparação com qualquer outro arrancador de descompressão, tem a estrutura mais simples e também é mais barato.O motor síncrono de ímã permanente pode ser operado no modo de ligação a estrela quando a carga é leveNeste momento, o binário nominal e a carga podem ser combinados, melhorando assim a eficiência do motor e poupando o consumo de energia.

4O arranque suave adota o princípio de regulação da tensão por mudança de fase do retificador controlado por silício para realizar a regulação da tensão do motor.É utilizado principalmente para o controlo de arranque de ímã permanente motor síncrono, com bom efeito inicial e alto custo.

5O conversor de frequência é um dispositivo de controlo do motor com o mais elevado conteúdo técnico, as funções de controlo mais completas e o melhor efeito de controlo no domínio do controlo do motor moderno.Ele ajusta a velocidade e o binário do ímã permanente motor síncrono alterando a frequência da rede de energia, e é utilizado principalmente em domínios que exigem elevados requisitos de regulação de velocidade e controlo de alta velocidade.

O arranque de descompressão, um arranque delta-estrela comum, a desvantagem é que o binário de arranque é pequeno, apenas adequado para um arranque sem carga ou com carga leve.pode definir a hora de partida e o binário inicial do equipamento de partida, perceber um início suave e parada suave e pode limitar a corrente de partida, o preço é moderado.iniciar sem problemas de acordo com o horário definido e deixar o equipamento funcionar na frequência definidaO preço é alto.