un Motor PMSM (motor síncrono de imanes permanentes) Es un tipo de motor eléctrico que utiliza imanes permanentes en el rotor y funciona en sincronización con el campo magnético giratorio del estator. El motor síncrono de imán permanente (PMSM) es un tipo avanzado de motor eléctrico de CA (corriente alterna) que combina los beneficios de los motores síncronos de CA y de los imanes permanentes. motores IPM generalmente tienen un rendimiento superior, especialmente para aplicaciones exigentes, pero los PMSM son rentables y más fáciles de controlar para necesidades más simples.
El motor síncrono de imanes permanentes (PMSM) se compone de dos partes principales: el estator estacionario y el rotor giratorio.
• Núcleo del Estator (Laminaciones): La parte estacionaria del motor. Está construido a partir de láminas delgadas y aisladas de acero al silicio (laminaciones) apiladas entre sí. Estas laminaciones reducen las corrientes parásitas y las pérdidas por histéresis cuando el motor funciona con CA. La circunferencia interior del núcleo del estator tiene ranuras.
• Devanados del estator: Las bobinas de cobre (normalmente trifásicas) se colocan dentro de las ranuras del núcleo del estator. Cuando la corriente alterna fluye a través de estos devanados, crean un campo magnético giratorio. Los devanados están aislados para evitar cortocircuitos.
• Carcasa/Marco del estator: La carcasa exterior que mantiene el núcleo del estator y los devanados en su lugar, proporciona rigidez estructural y generalmente incluye patas o bridas de montaje. A menudo tiene aletas o está diseñado para refrigeración líquida para disipar el calor.
• Núcleo del Rotor (Laminaciones): La parte giratoria del motor, también fabricada en acero laminado.
• Imanes permanentes: esta es la característica que define a un PMSM. Los imanes permanentes están incrustados o montados en la superficie del núcleo del rotor. Estos imanes crean un campo magnético constante que interactúa con el campo giratorio del estator.
• Imán permanente de superficie (SPMSM): Los imanes están unidos a la superficie exterior del núcleo del rotor. Este diseño es más simple y ofrece un espacio de aire más uniforme.
• Imán permanente interior (IPMSM): Los imanes están incrustados dentro de las laminaciones del núcleo del rotor, a menudo en disposiciones tangenciales o en forma de V. Este diseño proporciona robustez mecánica para altas velocidades y aporta par de reluctancia, lo que es beneficioso para el debilitamiento del campo y un rango de velocidad más amplio.
• Eje del rotor: El eje central al que están unidos el núcleo del rotor y los imanes. Este eje se extiende fuera de la carcasa del motor y se conecta a la carga mecánica.
Este es el espacio pequeño y crucial entre la superficie interior del núcleo del estator y la superficie exterior del rotor. El campo magnético atraviesa este entrehierro, facilitando la interacción entre los campos magnéticos del estator y del rotor. El tamaño del entrehierro influye significativamente en las características de rendimiento del motor.
Ubicado en ambos extremos del eje del rotor, dentro de los escudos terminales. Los cojinetes permiten que el rotor gire suavemente con una fricción mínima y soportan las cargas mecánicas del eje.
Estas son cubiertas en cada extremo de la carcasa del motor que encierran los componentes internos y proporcionan montaje para los cojinetes.
Si bien no siempre está integrado en el núcleo físico del motor, un sensor de posición casi siempre está acoplado mecánicamente al eje del rotor (a menudo en el extremo no motor). Este sensor proporciona retroalimentación precisa sobre la posición angular exacta del rotor al sistema de control electrónico del motor (variador de frecuencia o inversor), lo cual es fundamental para una conmutación precisa y una operación eficiente utilizando algoritmos como el control orientado al campo (FOC).
Campo magnético del estator: El estator, que es la parte estacionaria del motor, tiene devanados trifásicos (similar a un motor de inducción). Cuando se aplica una fuente de alimentación de CA trifásica a estos devanados, se crea un campo magnético giratorio.
Imanes permanentes del rotor: El rotor contiene imanes permanentes (a menudo hechos de materiales de tierras raras como el neodimio) que crean un campo magnético fuerte y constante.
Interacción magnética y sincronización:Los polos magnéticos permanentes del rotor son fuertemente atraídos y repelidos por los polos magnéticos giratorios del campo del estator. Esta "tracción" magnética hace que el rotor se "bloquee" y gire exactamente a la misma velocidad sincrónica que el campo magnético del estator.
Sistema de control: Para lograr un control preciso sobre la velocidad y el par, los PMSM normalmente requieren un sofisticado sistema de control electrónico, más comúnmente control orientado al campo (FOC) o control vectorial. Este sistema controla con precisión la fase y la magnitud de la corriente CA suministrada a los devanados del estator para garantizar una rotación suave, alta eficiencia y rendimiento dinámico.
| Característica | PMSM (montaje en superficie) | IPM (Imán permanente interior) |
|---|---|---|
| Colocación del imán | En la superficie del rotor | Integrado dentro del rotor. |
| Rendimiento de par | Torque moderado | Mayor par debido al par de reluctancia |
| Capacidad de debilitamiento de campo | Limitado | Excelente (mejor a altas velocidades) |
| Costo | Normalmente más bajo | Mayor debido al diseño complejo |
| Eficiencia | Alto a velocidad constante | Más alto en un rango de velocidad más amplio |
| Estabilidad térmica | inferior | Mejor refrigeración, por lo tanto mayor estabilidad |
| Controlar la complejidad | Más fácil de controlar | Requiere un control más avanzado |
Vehículos eléctricos (EV) y vehículos eléctricos híbridos (HEV)
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Robótica
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Automatización Industrial
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Sistemas HVAC
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Ascensores y escaleras mecánicas
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Energía Renovable
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Lavadoras (Accionamiento Directo)
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