Introducción a las ventajas y desventajas de
motores síncronos de imanes permanentes
La velocidad del rotor de los motores síncronos de imanes permanentes está sincronizada con la velocidad del campo magnético del estator. Su proceso de funcionamiento consiste en conectar el devanado del estator a la corriente alterna para generar un campo magnético giratorio del estator, y el campo magnético del rotor de imanes permanentes es inducido por el campo magnético giratorio del estator y gira con él, y el motor gira y genera potencia.
Las principales ventajas de los motores síncronos de imanes permanentes son la alta densidad de potencia, la alta eficiencia operativa, la estructura simple y compacta, el par grande y suave y el buen rendimiento de regulación de velocidad.
1) Alta densidad de potencia:El material magnético de neodimio-hierro-boro del motor síncrono de imán permanente tiene excelentes propiedades magnéticas. Después de la magnetización, no es necesario agregar energía externa y se puede construir un campo magnético fuerte. Al mismo tiempo, el campo magnético tiene características permanentes y no requiere circuitos adicionales para la excitación (es decir, energizar el conductor para generar un campo magnético), de modo que se puede mantener un volumen pequeño y un peso ligero. A la potencia nominal, la densidad de potencia de un motor síncrono de imán permanente con las mismas condiciones de disipación de calor y materiales de aislamiento suele ser más del doble que la de un motor asíncrono de inducción.
2) Alta eficiencia operativa:Al beneficiarse de los imanes permanentes en el rotor, el rotor del motor síncrono de imanes permanentes generalmente no necesita ser energizado (excepto en algunas condiciones de arranque automático o pérdidas por corrientes parásitas), lo que puede reducir las pérdidas de energía relacionadas y tener una alta eficiencia.
3) Estructura simple y compacta:El motor de accionamiento síncrono de imán permanente no tiene una estructura de fuente de alimentación de excitación ni una estructura de bobinado de excitación, lo que reduce la complejidad de la estructura relacionada y es relativamente compacto, lo que garantiza que el motor de accionamiento síncrono de imán permanente funcione de manera más confiable. En comparación con la tercera generación, el diámetro del estator del motor síncrono de imán permanente de cuarta generación equipado en Toyota Prius ha disminuido en un 20% y la estructura general es más compacta y de menor tamaño.
4) Par grande y suave:Dentro del rango de corriente nominal, el aumento de la corriente puede aumentar rápidamente el par del motor síncrono de imanes permanentes. Además, el campo magnético giratorio formado por la corriente alterna trifásica en el estator también es relativamente estable y la pulsación del par es pequeña. Especialmente en condiciones de baja velocidad y alto par (correspondientes a la etapa de arranque y aceleración de los vehículos de nueva energía), los motores síncronos de imanes permanentes tienen ventajas sobresalientes sobre los motores de inducción asíncronos.
5) Buen rendimiento de regulación de velocidad:La relación entre electricidad, magnetismo y fuerza de los motores síncronos de imanes permanentes es más simple que la de los motores asíncronos de inducción, lo que los hace más fáciles de regular y controlar. La ecuación de estado del motor asíncrono es de cuarto orden y las ecuaciones del rotor y el estator están acopladas (la corriente en el rotor se genera por la rotación del campo magnético del estator); la ecuación de estado del motor síncrono de imanes permanentes es de segundo orden y el campo magnético del imán permanente existe de forma independiente. La dificultad de control es significativamente menor que la del motor asíncrono de inducción en condiciones de baja y alta velocidad (superior a la velocidad nominal).
