Introducción detallada a
Motores síncronos de imanes permanentes
Definición: Un motor síncrono de imanes permanentes.Es un tipo de motor en el que el rotor utiliza imanes permanentes para generar un campo magnético constante y los devanados del estator se energizan con corriente alterna para generar un campo magnético giratorio. La velocidad del rotor está estrictamente sincronizada con la velocidad del campo magnético giratorio del estator.
Principales componentes estructurales
La estructura física de un motor síncrono de imanes permanentes consta principalmente de un estator (parte estacionaria) y un rotor (parte giratoria), además de componentes auxiliares:
Estator: Núcleo del estator (láminas de acero al silicio apiladas), devanados trifásicos (o multifásicos-), sistema de aislamiento y carcasa.
Función: Genera un campo magnético giratorio cuando se aplica corriente alterna; la carcasa también proporciona soporte y disipación de calor.
Rotor: núcleo del rotor, imanes permanentes (normalmente NdFeB o SmCo), eje, funda (para motores de alta-velocidad)
Función: Los imanes permanentes generan un campo magnético de excitación constante; el núcleo del rotor forma el circuito magnético y el eje genera un par mecánico.
Cojinetes y cubiertas de los extremos: cubiertas de los extremos delanteros y traseros, cojinetes, estructura de enfriamiento (refrigeración-por aire/refrigeración-líquido)
Función: Soporta la rotación del rotor, asegura un espacio de aire uniforme entre el estator y el rotor y elimina el calor del motor.
Sensores (opcional): Transformador rotatorio, sensor de efecto Hall, codificador
Función: detecta la posición del rotor para una regulación de velocidad de alta-precisión en el control vectorial (FOC).
Principio principal:
① Generación de campo magnético: se aplica corriente alterna sinusoidal trifásica- a los devanados del estator, formando un campo magnético que gira sincrónicamente en el espacio (velocidad ns=60f/p, f es la frecuencia, p es el número de pares de polos). Los imanes permanentes del rotor crean un campo magnético de excitación constante.
② Operación sincrónica: El campo magnético giratorio del estator y el campo magnético del imán permanente del rotor se acoplan, generando un par electromagnético que "arrastra" el rotor a la misma velocidad que el campo magnético giratorio. Cuando cambia la carga, el ángulo de potencia entre los polos del rotor y el campo magnético del estator cambia de forma adaptativa para equilibrar el par, pero la velocidad permanece estrictamente sincronizada, sin deslizamiento.
③ Método de control: para lograr un funcionamiento eficiente, normalmente se utiliza el control-orientado en el campo (FOC) o el control de par directo (DTC). Al detectar la posición del rotor, la corriente del estator se desacopla en el componente de excitación que genera el campo magnético y el componente de par que genera el par, que se controlan por separado, logrando un rendimiento de regulación de velocidad similar a un motor de CC.
