3 motor industrial del imán permanente de la eficacia alta del motor de la fase PMSM sin la caja de cambios

Diferencias entre el motor de imán permanente y el motor asíncrono

01. Estructura del rotor

Motor asíncrono: El rotor consta de un núcleo de hierro y un enrollamiento, principalmente rotores de jaula de ardilla y de alambre.El campo magnético de la barra de aluminio que corta el estator impulsa el rotor.

Motor PMSM: Los imanes permanentes están incrustados en los polos magnéticos del rotor,y son impulsados a girar por el campo magnético giratorio generado en el estator de acuerdo con el principio de polos magnéticos de la misma fase que atraen diferentes repulsiones.

02- Eficiencia

Motores asíncronos: Necesitan absorber corriente de la excitación de la red, lo que resulta en una cierta cantidad de pérdida de energía, corriente reactiva del motor y bajo factor de potencia.

Motor PMSM: El campo magnético es proporcionado por imanes permanentes, el rotor no necesita corriente excitante y la eficiencia del motor mejora.

03Volumen y peso

El uso de materiales de imanes permanentes de alto rendimiento hace que el campo magnético de la brecha de aire de los motores síncronos de imanes permanentes sea mayor que el de los motores asíncronos.El tamaño y el peso se reducen en comparación con los motores asíncronosSerá uno o dos tamaños de marco más bajo que los motores asíncronos.

04Corriente de arranque del motor

Motor asíncrono: se arranca directamente por la electricidad de frecuencia de potencia, y la corriente de arranque es grande, que puede alcanzar de 5 a 7 veces la corriente nominal,que tiene un gran impacto en la red eléctrica en un instanteLa gran corriente de arranque hace que aumente la caída de tensión de la resistencia a la fuga del enrollamiento del estator, y el par de arranque es pequeño, por lo que no se puede lograr un arranque de trabajo pesado.Incluso si se utiliza el inversor, sólo puede arrancar dentro del rango de corriente de salida nominal.

Motor PMSM: es accionado por un controlador dedicado, que carece de los requisitos de salida nominal del reductor.la corriente se incrementa gradualmente según la carga, y el par de arranque es grande.

05. Factor de potencia

Los motores asíncronos tienen un factor de potencia bajo, deben absorber una gran cantidad de corriente reactiva de la red eléctrica,la gran corriente de arranque de los motores asíncronos causará un impacto a corto plazo en la red eléctrica, y el uso a largo plazo causará ciertos daños a los equipos de la red eléctrica y transformadores.Es necesario añadir unidades de compensación de potencia y realizar una compensación de potencia reactiva para garantizar la calidad de la red eléctrica y aumentar el coste de uso del equipo..

No hay corriente inducida en el rotor del motor síncrono del imán permanente, y el factor de potencia del motor es alto,que mejora el factor de calidad de la red eléctrica y elimina la necesidad de instalar un compensador.

06- Mantenimiento

La estructura del motor + reductor asíncrono generará vibración, calor, alta tasa de falla, gran consumo de lubricante y alto costo de mantenimiento manual; causará ciertas pérdidas de tiempo de inactividad.

El motor síncrono de imán permanente de tres fases impulsa el equipo directamente.La vibración mecánica es pequeña.El sistema de accionamiento es prácticamente libre de mantenimiento.

Aplicación del motor de imán permanente de tierras raras:

Debido a la superioridad de los motores de imanes permanentes de tierras raras, sus aplicaciones son cada vez más extensas.

En el caso de los motores de magnetos permanentes de tierras raras, se centrará en la alta eficiencia y el ahorro de energía.motores sincrónicos de magnetos permanentes de tierras raras para las industrias textiles y de fibras químicas, motores síncronos con imanes permanentes de tierras raras para diversas máquinas de minería y transporte utilizadas en yacimientos petrolíferos y minas de carbón,motores sincronizados de magnetos permanentes de tierras raras para accionamiento de varias bombas y ventiladores.

SPM frente a IPM

Los motores de imán permanente se pueden dividir en dos categorías principales: motores de imán permanente de superficie (SPM) y motores de imán permanente de interior (IPM).Ambos tipos generan flujo magnético por los imanes permanentes fijados en o dentro del rotor.

Los motores SPM tienen imanes fijados en el exterior de la superficie del rotor.La fuerza mecánica debilitada limita la velocidad máxima segura del motorAdemás, estos motores presentan una saliencia magnética muy limitada (Ld ≈ Lq).Debido a la relación de saliencia de casi unidad, los diseños de motores SPM dependen significativamente, si no completamente, del componente de par magnético para producir par.

A diferencia de sus homólogos SPM, la ubicación de los imanes permanentes hace que los motores IPM sean muy mecánicamente sólidos,y adecuado para funcionar a velocidades muy altasEstos motores también se definen por su relación de saliencia magnética relativamente alta (Lq > Ld).un motor IPM tiene la capacidad de generar torque aprovechando tanto los componentes de torque magnético como de reluctancia del motor..

Características del motor IPM (imán permanente interior)

Alto par y alta eficiencia
El par elevado y la potencia elevada se obtienen mediante el uso del par de reluctancia además del par magnético.

Operación de ahorro de energía
Consume hasta un 30% menos de energía en comparación con los motores SPM convencionales.

Rotación de alta velocidad
Puede responder a la rotación del motor a alta velocidad controlando los dos tipos de par utilizando el control vectorial.

Seguridad
Dado que el imán permanente está incrustado, se mejora la seguridad mecánica ya que, a diferencia de un SPM, el imán no se desprenderá debido a la fuerza centrífuga.

¿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.

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.