2025-02-25 11:50:54
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Los motores síncronos de imanes permanentes tienen una amplia aplicación en las industrias debido a su alta eficiencia, densidad de potencia y control preciso. Este blog explica la construcción y el principio de funcionamiento del motor PMSM, sus ventajas y aplicaciones .
Los motores PMSM, al igual que otros motores eléctricos, constan de dos componentes principales :
Estator: el exterior es estacionario y lleva devanados trifásicos que configuran el campo magnético del rotor. Estos suelen estar dispuestos de forma sinusoidal para obtener una densidad de flujo suave y sinusoidal. Los devanados del estator del motor magnético permanente están diseñados para permitir una buena disipación del calor.
Rotor: El rotor interior está montado con imanes permanentes que, por lo general, están hechos de tierras raras, como el neodimio-hierro-boro (NdFeB), debido a su alta fuerza magnética. Los imanes están pegados al rotor en los puntos donde interactuarán con un campo magnético giratorio creado por el estator.
Los motores PMSM se pueden clasificar según la disposición de los imanes dentro del rotor:
Motores de imán permanente montados en superficie (SPM): los imanes se montan en la superficie del rotor. Esta construcción tiene las ventajas de una menor complejidad y, por lo tanto, una mayor densidad de flujo en el entrehierro, lo que produce un par mayor. Sin embargo, a altas velocidades, los motores SPM requieren manguitos estructurales adicionales para retener los imanes. Un motor SPM requiere un manguito fabricado con material de alta resistencia fuera del motor de imán permanente para su protección.
Motores de imanes permanentes: los imanes están enterrados dentro del núcleo del rotor. En esta configuración, se puede lograr una mejor estabilidad mecánica, velocidades operativas más altas y un mayor par de torsión en el entrehierro. La ubicación de los imanes dentro del rotor crea múltiples barreras de flujo que aumentan la prominencia y permiten un mayor par de torsión de sobrecarga en un amplio rango de velocidades. La razón por la que los motores de imanes permanentes suelen ser los preferidos en aplicaciones de alta velocidad se debe a su robusta construcción del rotor y a la posibilidad de soportar mayores fuerzas centrífugas. En el caso de un motor de imanes permanentes, los imanes permanentes están enterrados dentro del núcleo del rotor.
El principio de funcionamiento de los motores PMSM es la interacción de los campos magnéticos:
Algunos de los métodos de control avanzados ampliamente utilizados en motores PMSM para aplicaciones que requieren control preciso de velocidad y torque incluyen los siguientes:
Control Orientado al Campo (FOC) : Proporciona una técnica muy utilizada que brinda un rendimiento dinámico sobresaliente, al mismo tiempo que garantiza un control muy preciso de la velocidad y el par del motor. El principio funciona transformando las corrientes trifásicas del estator en dos componentes ortogonales: uno responsable del flujo magnético y el otro del par. El FOC permite el control independiente de estos componentes, lo que garantiza un control completo del funcionamiento del motor.
Control trapezoidal: a veces denominado conmutación de seis pasos, el control trapezoidal utiliza un tipo de control más simple. Se basa en pulsos de voltaje de onda cuadrada que se aplican a los devanados del estator. Si bien no es tan sofisticado, es suficiente en aplicaciones donde la necesidad de alta precisión es menor. El control trapezoidal se utiliza en motores BLDC.
El principio de funcionamiento del motor pmsm presenta algunas ventajas:
Alta eficiencia: los motores de imanes permanentes tienen pequeñas pérdidas en el rotor y una mayor eficiencia. La ausencia de bobinados en el rotor en los motores de imanes permanentes elimina las pérdidas de cobre en el rotor, lo que los hace mucho más eficientes que los motores de inducción. También tienen una pérdida de rotor insignificante, lo que significa que no hay pérdida de calor.
Alta densidad de potencia: los potentes imanes permanentes de los motores PMSM permiten obtener un par elevado con dimensiones compactas y también garantizan una alta relación potencia-peso. El hecho de que los motores PMSM tengan una mayor densidad de potencia los hace favorables para aplicaciones de pequeña escala.
Control preciso : existen técnicas de control avanzadas, como FOC, que brindan alta precisión en el control de velocidad y par. Los PMSM se utilizan en aplicaciones que requieren alta precisión y respuesta dinámica, como aplicaciones servo industriales.
Amplio rango de velocidad: Los motores PMSM pueden funcionar en un amplio rango de velocidad.
Bajo nivel de ruido y vibración: la forma de onda sinusoidal de fuerza contraelectromotriz y las técnicas de control de precisión dan como resultado un funcionamiento suave y silencioso. Los motores PMSM son menos ruidosos que los motores de CC sin escobillas.
Alta confiabilidad: Sin escobillas, conmutadores y otros dispositivos similares, se minimiza el desgaste del motor, aumentando así su vida útil y confiabilidad.
Los motores PMSM son muy valorados por sus características únicas, que permiten su aplicación en diversos campos. En los vehículos eléctricos (VE), los PMSM son los preferidos por su alta eficiencia, densidad de potencia y amplio rango de velocidad. En la automatización industrial, sobresalen en robótica, máquinas herramienta y sistemas servo debido a su control de precisión y respuesta dinámica. Los sistemas de energía renovable, como las turbinas eólicas y las centrales eléctricas, se benefician de la capacidad de los PMSM para generar electricidad de manera eficiente. La industria aeroespacial aprovecha su alta densidad de potencia y construcción liviana, mientras que los sistemas HVAC los utilizan en ventiladores, bombas y compresores por su eficiencia y funcionamiento silencioso.
Los PMSM también se emplean en electrónica de consumo para aplicaciones similares, incluidos ventiladores y bombas. Encuentran otros usos en motores síncronos de alta velocidad, cintas transportadoras, molinos de bolas, plantas de tratamiento de aguas residuales , yacimientos petrolíferos, equipos textiles, compresores de aire, fabricación de cables y extrusoras de plástico, lo que demuestra su versatilidad e indispensabilidad en diversas industrias.
ENNENG es uno de los principales proveedores de motores de imanes permanentes de China . ENNENG En 2018, ENNENG también es una de las “Cien empresas innovadoras” de Qingdao y miembro de la Asociación de la industria automotriz de Qingdao. Los motores diseñados por ENNENG son altamente eficientes, muy confiables y tienen características innovadoras. Ofrecen una amplia gama de motores PMSM que se adaptan a diferentes industrias y aplicaciones. Estas aplicaciones incluyen:
Industrial PMSM : Los motores de imán permanente de ENNENG se utilizan en el accionamiento mecánico de equipos en centrales eléctricas, metalurgia, plantas químicas, instalaciones de tratamiento de agua, minas de carbón, fábricas textiles y en la fabricación de caucho, productos derivados del petróleo, medicamentos, papel, torres de refrigeración e industrias alimentarias. Estos motores han ayudado a las empresas a reducir las emisiones, ahorrar energía y reducir el ruido.
PMSM para minería : Los motores de ENNENG se utilizan en minas de oro y carbón.
PMSM para petróleo y gas: Los motores de la empresa se utilizan en yacimientos petrolíferos y pozos petrolíferos.
PMSM para tratamiento de agua: Los PMSM de ENNENG se utilizan en plantas de tratamiento de agua.
Motores de partículas monofásicas para la fabricación de neumáticos: los motores ENNENG se utilizan tanto en fábricas de neumáticos como en la producción de caucho. Pueden considerarse una de las mejores opciones para el ahorro de energía y la mejora de la eficiencia de los fabricantes de neumáticos. La empresa también ofrece sistemas de control y gestión inteligentes para respaldar las actualizaciones inteligentes de las fábricas.
PMSM para textiles: Los PMSM de ENNENG se aplican en la industria textil, tanto en máquinas de doble torsión como en máquinas de hilar.
Motores de imanes permanentes para bombas y compresores: ENNENG suministra motores de imanes permanentes para bombas centrífugas, compresores de aire y otros sistemas de bombeo. Sus motores para compresores de aire están fabricados con materiales de imanes permanentes de tierras raras con arranques suaves y hasta un 50 % de ahorro de energía. Estos motores también garantizan una mayor vida útil del compresor.
PMSM para transportadores de banda: Las velocidades bajas con alta potencia para transportadores de banda tanto en puertos como en minería pueden utilizar PMSM fabricados por ENNENG.
PMSM para extrusoras de plástico: ENNENG produce motores síncronos de imanes permanentes para extrusoras de plástico.
PMSM para otras industrias: Los productos ENNENG también se aplican en industrias como la metalurgia, la química, la medicina y la industria papelera.
La calidad, el rendimiento y la satisfacción del cliente son puntos clave en el diseño y la construcción de PMSM de ENNENG. Con su presencia global y su compromiso con el servicio al cliente, es un socio incondicional en aquellas empresas que buscan aumentar la eficiencia con sostenibilidad a través de tecnología PMSM de alto rendimiento.
