Motor síncrono de ímã permanente PMSM

A característica definidora dos PMACMs os ímãs permanentes dentro de seu rotor são agidos pelo campo magnético rotativo (RMF) dos enrolamentos do estator e são repelidos em movimento de rotação.Este é um desvio de outros rotores, onde a força magnética deve ser induzida ou gerada no invólucro do rotor, exigindo mais corrente.Como o campo magnético do rotor é permanente e não precisa de uma fonte de energia para ser usada para a sua geraçãoIsto significa também que eles exigem um motor de frequência variável (VFD, ou motor PM) para operar, que é um sistema de controle que suaviza o binário produzido por esses motores.Ao ligar e desligar a corrente para as bobinas do estator em certos estágios da rotação do rotor, o motor PM controla simultaneamente o binário e a corrente e usa esses dados para calcular a posição do rotor e, portanto, a velocidade de saída do eixo.Como a sua velocidade de rotação corresponde à velocidade do RMFEstas máquinas são relativamente novas e ainda estão a ser otimizadas, pelo que o funcionamento específico de qualquer PMACM é, por enquanto, essencialmente único para cada projeto.

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.

SPM versus IPM

Um motor PM pode ser separado em duas categorias principais: motores de ímãs permanentes de superfície (SPM) e motores de ímãs permanentes interiores (IPM).Ambos os tipos geram fluxo magnético pelos ímãs permanentes fixados no rotor ou no interior.

Os motores SPM possuem ímãs fixados no exterior da superfície do rotor.A força mecânica enfraquecida limita a velocidade mecânica máxima segura do motorAlém disso, estes motores apresentam uma saliência magnética muito limitada (Ld ≈ Lq).

Os valores de indutividade medidos nos terminais do rotor são consistentes independentemente da posição do rotor.no componente de binário magnético para produzir binário.

Os motores IPM têm um ímã permanente incorporado no próprio rotor.e adequado para operar a velocidades muito elevadasEstes motores são também definidos pela sua relação de saliência magnética relativamente elevada (Lq > Ld).Um motor IPM tem a capacidade de gerar binário aproveitando os componentes magnéticos e de rotulagem de relutância do motor..

Auto-sensorização versus funcionamento em circuito fechado

Os avanços recentes na tecnologia de acionamento permitem que os acionamentos de corrente alternada padrão "auto-detectem" e rastreiem a posição do ímã do motor.Através de certas rotinas, a unidade conhece a posição exata do ímã do motor através do rastreamento dos canais A/B e correção de erros com o canal z.Conhecer a posição exata do ímã permite a produção de binário ideal, resultando em uma eficiência ideal.

Enfraquecimento/intensificação do fluxo dos motores PM

O fluxo num motor de ímã permanente é gerado pelos ímãs. O campo de fluxo segue um certo caminho, que pode ser aumentado ou contrariado.Aumentar ou intensificar o campo de fluxo permitirá que o motor para aumentar temporariamente a produção de binárioO campo magnético reduzido limitará a produção de binário, mas reduzirá a tensão de volta-emf.A tensão de volta-EMF reduzida libera a tensão para empurrar o motor para operar a velocidades de saída mais altasOs dois tipos de operação exigem corrente adicional do motor. A direcção da corrente do motor através do eixo d, fornecida pelo controlador do motor, determina o efeito desejado.

O motor síncrono de ímã permanente tem as seguintes características:

1A eficiência nominal é de 2% a 5% superior aos motores assíncronos normais;

2A eficiência aumenta rapidamente com o aumento da carga, mantendo-se elevada quando a carga varia entre 25% e 120%.A gama de funcionamento de alta eficiência é muito maior do que a dos motores assíncronos comunsA carga leve, a carga variável e a carga total têm todos efeitos significativos de poupança de energia;

3Fator de potência até 0,95 e superior, sem compensação reativa necessária;

4Comparado com os motores assíncronos, a corrente de funcionamento é reduzida em mais de 10%.Os efeitos de economia de energia de cerca de 1% podem ser alcançados.

5. baixa elevação de temperatura, alta densidade de potência: 20K menor do que a elevação de temperatura do motor assíncrono de três fases, o aumento de temperatura de projeto é o mesmo e pode ser feito em um volume menor,poupança de materiais mais eficazes;

6. Alto binário de arranque e elevada capacidade de sobrecarga: de acordo com os requisitos, pode ser concebido com um binário de arranque elevado (3-5 vezes) e uma elevada capacidade de sobrecarga;

7O sistema de controlo de velocidade de frequência variável é utilizado, que é melhor na resposta dinâmica e melhor do que o dos motores assíncronos.

8As dimensões de instalação são as mesmas dos motores assíncronos actualmente amplamente utilizados, e o projecto e a selecção são muito convenientes.

9Devido ao aumento do fator de potência, o poder visual do transformador do sistema de alimentação é muito reduzido, o que melhora a capacidade de alimentação do transformador,e pode também reduzir muito o custo do cabo do sistema (novo projeto).