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Motor de imán permanente de tres fases libre de mantenimiento de bajo ruido
¿Qué es el motor sincrónico de imán permanente?
Un motor de PM es un motor de CA que utiliza imanes incrustados o
conectados a la superficie del rotor del motor.Los imanes se
utilizan para generar un flujo de motor constante en lugar de
requerir que el campo del estator para generar uno mediante el
enlace al rotorUn cuarto motor conocido como motor de arranque en
línea (LSPM) incorpora características de ambos motores.Un motor
LSPM incorpora imanes de un motor PM dentro del rotor y barras del
rotor de un motor de jaula de ardilla para maximizar el par y la
eficiencia.
¿Por qué elegir motores de magnetos permanentes?
Los motores de imán permanente CA (PMAC) ofrecen varias ventajas
sobre otros tipos de motores, incluidos:
Alta eficiencia: los motores PMAC son muy eficientes debido a la
ausencia de pérdidas de cobre en el rotor y a las reducidas
pérdidas de enrollamiento.que se traduce en un ahorro energético
significativo.
Alta densidad de potencia: los motores PMAC tienen una mayor
densidad de potencia en comparación con otros tipos de motor, lo
que significa que pueden producir más potencia por unidad de tamaño
y peso.Esto los hace ideales para aplicaciones donde el espacio es
limitado.
Alta densidad de par: los motores PMAC tienen una alta densidad de
par, lo que significa que pueden producir más par por unidad de
tamaño y peso..
Mantenimiento reducido: Dado que los motores PMAC no tienen
cepillos, requieren menos mantenimiento y tienen una vida útil más
larga que otros tipos de motores.
Control mejorado: Los motores PMAC tienen un mejor control de
velocidad y par en comparación con otros tipos de motor, lo que los
hace ideales para aplicaciones donde se requiere un control
preciso.
Amistad con el medio ambiente: los motores PMAC son más respetuosos
con el medio ambiente que otros tipos de motores, ya que utilizan
metales de tierras raras,que son más fáciles de reciclar y producen
menos residuos que otros tipos de motores.
En general, las ventajas de los motores PMAC los convierten en una
excelente opción para una amplia gama de aplicaciones, incluidos
vehículos eléctricos, maquinaria industrial y sistemas de energía
renovable.
Los motores de imán permanente CA (PMAC) tienen una amplia gama de
aplicaciones, incluidas:
Máquinas industriales: los motores PMAC se utilizan en una variedad
de aplicaciones de maquinaria industrial, como bombas, compresores,
ventiladores y máquinas herramientas.y control preciso, por lo que
son ideales para estas aplicaciones.
Robótica: Los motores PMAC se utilizan en aplicaciones de robótica
y automatización, donde ofrecen una alta densidad de par, un
control preciso y una alta eficiencia.y otros sistemas de control
de movimiento.
Sistemas HVAC: Los motores PMAC se utilizan en sistemas de
calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), donde ofrecen
una alta eficiencia, un control preciso y bajos niveles de ruido.A
menudo se utilizan en ventiladores y bombas en estos sistemas.
Sistemas de energía renovable: Los motores PMAC se utilizan en
sistemas de energía renovable, como turbinas eólicas y rastreadores
solares, donde ofrecen una alta eficiencia, alta densidad de
potencia y un control preciso.Se utilizan a menudo en los
generadores y sistemas de seguimiento en estos sistemas.
Equipo médico: Los motores PMAC se utilizan en equipos médicos,
como las máquinas de resonancia magnética, donde ofrecen una alta
densidad de par, un control preciso y bajos niveles de ruido.A
menudo se utilizan en los motores que impulsan las partes móviles
de estas máquinas.
Principio de trabajo
El principio de funcionamiento del motor síncrono de imán
permanente es similar al del motor síncrono.Cuando el enrollamiento
del estator se energiza dando el suministro de 3 fases, se crea un
campo magnético giratorio entre los huecos de aire.
Esto produce el par cuando los polos del campo del rotor mantienen
el campo magnético giratorio a velocidad síncrona y el rotor gira
continuamente.es necesario proporcionar una fuente de alimentación
de frecuencia variable.
EMF y ecuación de par
En una máquina síncrona, el EMF promedio inducido por fase se llama
EMF dinámico induce en un motor síncrono, el flujo cortado por cada
conductor por revolución es Pφ Weber
Entonces el tiempo necesario para completar una revolución es de
60/N sec
El campo electromagnético medio inducido por conductor se puede
calcular utilizando
(PφN / 60) x Zph = (PφN / 60) x 2Tph
Donde Tph = Zph / 2
Por lo tanto, el campo electromagnético promedio por fase es,
El valor de las emisiones de gases de efecto invernadero es el
valor de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Donde Tph = número de vueltas conectadas en serie por fase
φ = flujo/polo en Weber
P= No. de postes
F= frecuencia en Hz
Zph = número de conductores conectados en serie por fase = Zph/3
La ecuación del campo electromagnético depende de las bobinas y los
conductores del estator.
Por lo tanto, E = 4 x φ x f x Tph xKd x Kp
La ecuación del par de un motor síncrono de imán permanente se da
como sigue:
T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm
PMSM montado en superficie
En esta construcción, el imán se monta en la superficie del rotor.
Es adecuado para aplicaciones de alta velocidad, ya que no es
robusto.Proporciona una brecha de aire uniforme porque la
permeabilidad del imán permanente y la brecha de aire es la mismaNo
hay torque de reticencia, alto rendimiento dinámico y adecuado para
dispositivos de alta velocidad como robótica y accionamiento de
herramientas.
PMSM enterrado o PMSM interior
En este tipo de construcción, el imán permanente está incrustado en
el rotor como se muestra en la figura siguiente.El par de
resistencia se debe a la saliencia del motor.
¿Por qué debería elegir un motor IPM en lugar de un SPM?
1El par elevado se consigue mediante el uso del par de reluctancia además del par magnético.
2Los motores IPM consumen hasta un 30% menos de energía en comparación con los motores eléctricos convencionales.
3Se mejora la seguridad mecánica ya que, a diferencia de un SPM, el imán no se desprende debido a la fuerza centrífuga.
4Puede responder a la rotación del motor a alta velocidad controlando los dos tipos de par mediante el control vectorial.
Funcionamiento de un motor síncrono con imán permanente:
El funcionamiento del motor síncrono de imán permanente es muy
simple, rápido y eficaz en comparación con los motores
convencionales.El funcionamiento de PMSM depende del campo
magnético giratorio del estator y el campo magnético constante del
rotorLos imanes permanentes se utilizan como el rotor para crear
flujo magnético constante y operar y bloquear a velocidad síncrona.
Los grupos de fasores se forman uniendo los devanados del estator
entre sí.y de doble y de fase únicaPara reducir las tensiones
armónicas, los devanados deben enrollarse brevemente entre sí.
Cuando se suministra el suministro de CA de 3 fases al estator, se
crea un campo magnético giratorio y se induce el campo magnético
constante debido al imán permanente del rotor.Este rotor funciona
en sincronismo con la velocidad síncronaTodo el funcionamiento del
PMSM depende del espacio de aire entre el estator y el rotor sin
carga.
Si la brecha de aire es grande, entonces las pérdidas de viento del
motor se reducirán.Los motores síncronos de imán permanente no son
motores de arranque automáticoPor lo tanto, es necesario controlar
la frecuencia variable del estator electrónicamente.
Ventajas
Las ventajas del motor síncrono de imán permanente incluyen:
proporciona una mayor eficiencia a altas velocidades
disponible en pequeños tamaños en diferentes envases
el mantenimiento y la instalación son muy fáciles que con un motor de inducción
con una capacidad de transmisión superior a 50 W,
alta eficiencia y fiabilidad
proporciona un par suave y un rendimiento dinámico
Desventajas
Las desventajas de los motores síncronos con imán permanente son:
Estos tipos de motores son muy caros en comparación con los motores de inducción
De alguna manera difícil de arrancar porque no son motores de auto arranque.
Debilitación/intensificación del flujo de los motores PM
El flujo en un motor de imán permanente es generado por los imanes.Aumentar o intensificar el campo de flujo permitirá al motor aumentar temporalmente la producción de parEl campo magnético reducido limitará la producción de torque, pero reducirá el voltaje de retroalimentación.El voltaje de retro-EMF reducido libera el voltaje para empujar el motor a funcionar a velocidades de salida más altasLos dos tipos de operación requieren corriente adicional del motor. La dirección de la corriente del motor a través del eje d, proporcionada por el controlador del motor, determina el efecto deseado.