L'estructura i el principi de funcionament de
Motor síncron d'imant permanent
1. L'estructura del motor síncron d'imant permanent
El motor síncron d'imant permanent (PMSM) consta principalment de rotor, coberta final i estator. L'estructura principal és: eix, rotor, nucli de l'estator, bobinatge de l'estator, base i ventilador de refrigeració.
El motor síncron d'imant permanent consta de nucli de l'estator i bobinatge, generant un camp magnètic giratori síncron. La funció de l'estator és generar camp magnètic durant el funcionament del motor. Després de passar el corrent altern trifàsic simètric al bobinatge de l'estator trifàsic, es genera un camp magnètic giratori que gira al llarg de l'espai del cercle interior de l'estator i el rotor a una velocitat síncrona. L'estator del motor síncron d'imant permanent trifàsic no és molt diferent del del motor asíncron de CA trifàsic en l'estructura.
La primera forma:un rotor amb un pol d'imant permanent instal·lat a la superfície circumferencial del nucli del rotor s'anomena rotor d'imant permanent que sobresurt a la superfície.
La segona forma:el pol d'imant permanent està incrustat a la superfície del nucli del rotor, que s'anomena rotor d'imant permanent incrustat a la superfície.
La tercera forma:S'utilitza més habitualment en motors més grans per incrustar imants permanents dins del rotor, que s'anomena rotor d'imant permanent incrustat (o rotor d'imant permanent integrat o rotor d'imant permanent incrustat). L'imant permanent està incrustat dins del nucli del rotor i hi ha ranures per instal·lar imants permanents al nucli. La disposició principal dels imants permanents es mostra a la figura. En cada forma, hi ha una combinació de múltiples capes d'imants permanents.
2. Principi de funcionament del motor síncron d'imant permanent
Els motors síncrons d'imants permanents solen estar equipats amb un transformador rotatiu (resolvedor), tal com es mostra a la figura. És un sensor electromagnètic utilitzat per detectar la posició i la velocitat del rotor. El principi del resolutor és bàsicament el mateix que el del transformador.
El resolutor del motor síncron d'imant permanent adopta un resolutor de reluctància i el seu rotor és un nucli de rotor sense bobinatges del rotor. El rotor està fet d'una forma especial amb un nucli de ferro i la tensió de sortida canvia d'amplitud segons la bretxa entre el nucli del rotor i el nucli de l'estator (tipus de modulació d'amplitud).
El motor síncron d'imant permanent és un dispositiu en el qual el camp magnètic de l'electroimant i el camp magnètic de l'imant permanent s'estiren mútuament per generar força i moviment, tal com es mostra a la figura.
El corrent altern simètric trifàsic està connectat al bobinat trifàsic de l'estator del motor per generar un camp magnètic giratori. Segons el principi que els pols oposats s'atrauen i els pols semblants es repel·len mútuament, sense importar quina sigui la posició relativa inicial dels pols giratoris de l'estator i els pols magnètics permanents, els pols giratoris de l'estator sempre arrossegaran el rotor per girar de forma sincrònica a causa de la força magnètica.
Característiques del motor síncron d'imant permanent
Mida petita, pes lleuger i alta densitat de potència. L'aplicació de materials magnètics permanents ultra forts d'alt rendiment ha reduït molt la mida i el pes dels motors d'imants permanents, i la densitat de potència és almenys 1,5 vegades la dels motors asíncrons trifàsics ordinaris.
Alta eficiència i estalvi energètic. Com que el camp magnètic d'excitació és proporcionat per imants permanents, el rotor de l'imant permanent no necessita excitació i l'eficiència pot arribar al 90%. En comparació amb els motors asíncrons, el rang de velocitat d'operació d'alta eficiència és ampli i l'estalvi d'energia és important. Sobretot quan es corre a baixa velocitat, l'avantatge és més evident.
Baixa pujada de temperatura. A causa de l'alta eficiència dels motors d'imants permanents, no hi ha pèrdua de resistència al bobinatge del rotor, i hi ha poc o gairebé cap corrent reactiu al bobinat de l'estator, cosa que fa que la temperatura del motor augmenti baixa i allarga la vida útil del motor.
Resposta ràpida, ampli rang de regulació de velocitat, alta fiabilitat, baix soroll i funcionament suau, adequat per a ocasions de potència mitjana i alta. Actualment, els cotxes elèctrics de passatgers utilitzen generalment motors síncrons d'imants permanents.
Es requereix una certa quantitat d'imants permanents, que és més car que els motors asíncrons trifàsics. A més, els imants permanents són propensos a la desmagnetització irreversible a altes temperatures i la seva fiabilitat és inferior a la dels motors asíncrons trifàsics.
