Imanes en duelo: revelando los secretos de los motores síncronos de imanes permanentes (PMSM) montados en superficie y en interiores

El mundo de los motores eléctricos está en plena efervescencia, y en el centro de esta revolución se encuentra el motor síncrono de imanes permanentes (PMSM). Famoso por su eficiencia estelar, su impresionante densidad de potencia y su diseño compacto, el PMSM se ha convertido en la fuerza impulsora de innumerables aplicaciones, desde vehículos eléctricos silenciosos hasta los incansables brazos de los robots industriales. Pero detrás de esta fachada de brillantez compartida, hierve a fuego lento una rivalidad fundamental: el choque entre el PMSM de montaje en superficie (SPMSM) y el PMSM de interior (IPMSM).

Descifrar los matices de estos dos titanes de PMSM puede ser la diferencia entre un éxito electrizante y un costoso impasse de ingeniería. Esta publicación del blog se embarca en una emocionante búsqueda para desentrañar los misterios de SPMSM e IPMSM, lo que le permitirá tomar la decisión definitiva para su aplicación específica.

PMSM de montaje en superficie: donde la simplicidad baila con la velocidad

Imagine un ballet de imanes elegantemente dispuestos sobre la superficie del rotor, cuyo campo magnético se extiende sin esfuerzo para acoplarse a los devanados del estator. Esta elegante coreografía define al SPMSM, un motor que combina la simplicidad y la rentabilidad. Los SPMSM se utilizan a menudo cuando hay pocos cambios en la carga y no se necesita debilitar el flujo.

El atractivo de los motores montados en superficie:

-Elegancia en la simplicidad: los SPMSM cautivan por su construcción sencilla, lo que los hace relativamente fáciles y económicos de fabricar.

-La sinfonía de la fuerza contraelectromotriz sinusoidal: los devanados del estator están meticulosamente diseñados para orquestar una densidad de flujo magnético sinusoidal suave en el entrehierro, lo que da como resultado una forma de onda de fuerza contraelectromotriz sinusoidal armoniosa . Esto se traduce enfuncionamiento más silencioso y ondulación de par minimizada , lo que los hace ideales para aplicaciones sensibles al ruido.

-Agilidad en la respuesta: con imanes ubicados en la superficie, los SPMSM cuentan con un espacio de aire efectivo más grande, lo que genera una inductancia más baja . Esto se traduce en una “resistencia” eléctrica menor, lo que facilita una respuesta rápida de la corriente y un comportamiento dinámico ágil . Esta agilidad los hace perfectos para aplicaciones que exigen cambios rápidos de velocidad o posición, como servoaccionamientos de alto rendimiento, robótica de precisión y sistemas de control de tracción con capacidad de respuesta.

-Predictibilidad en el torque: los SPMSM son reconocidos por suProducción de par lineal . La salida de par se escala proporcionalmente con la corriente, lo que los hace altamente predecibles y fáciles de controlar, particularmente en aplicaciones que requieren una regulación precisa del par.

Las sombras del diseño montado en superficie:

-Susceptibilidad a la desmagnetización: el talón de Aquiles de los imanes permanentes de silicio es su vulnerabilidad a la desmagnetización. Debido a que los imanes están expuestos al campo magnético generado por los devanados del estator (campo de reacción del inducido), pueden debilitarse, especialmente a altas velocidades o bajo cargas pesadas. Esta debilidad los hace menos adecuados para la conducción a alta velocidad. Para mitigar este riesgo, a menudo se utiliza una funda protectora, generalmente hecha de un material no magnético y conductor de electricidad.

-Capacidad limitada de alta velocidad: si bien los SPMSM se destacan por su respuesta rápida, no son la opción óptima para aplicaciones que exigen un funcionamiento sostenido a alta velocidad debido al riesgo de desmagnetización.

PMSM interior: donde convergen potencia y eficiencia

Viaje a las profundidades del rotor, donde los imanes permanentes están estratégicamente incrustados dentro del propio núcleo. Esta arquitectura robusta define el IPMSM, un motor diseñado para ofrecer potencia bruta, una eficiencia excepcional y un rendimiento constante a alta velocidad. Se sabe que los IPMSM tienen características notables, como capacidad para soportar altas temperaturas, menor riesgo de desmagnetización, funcionamiento subexcitado para la mayoría de las situaciones de carga y capacidad de debilitamiento del campo.

El poder de los motores de imanes permanentes interiores:

-Robustez inigualable: la incorporación de imanes dentro del núcleo del rotor fortalece los IPMSM con una robustez excepcional. Pueden soportar fuerzas centrífugas más altas y son menos propensos a sufrir daños mecánicos, lo que los convierte en los caballos de batalla de los entornos industriales exigentes.

-Par de reluctancia: el potenciador de la eficiencia: la ubicación estratégica de los imanes dentro del rotor creasaliencia , lo que genera una inductancia variable según la posición del rotor. Este “paisaje magnético” permite a los IPMSM generar Par de reluctancia , un componente de par suplementario que amplifica la eficiencia general, especialmente a altas velocidades. Esto da como resultado una alta potencia de salida por unidad de volumen.

-Desafío a la desmagnetización: protegidos por el abrazo protector del rotor, los imanes de los IPMSM exhiben una resistencia notable a la desmagnetización. Pueden operar a velocidades y cargas significativamente más altas sin riesgo de debilitarse, lo que los convierte en los campeones de las aplicaciones de alta velocidad. La ubicación de los imanes disminuye el riesgo de desmagnetización.

-El arte del debilitamiento del flujo: los IPMSM son maestros enDebilitamiento de flujo , una técnica que extiende su rango de velocidad más allá de su velocidad base. Al manipular hábilmente el campo magnético, los IPMSM pueden operar de manera eficiente a velocidades que superan su velocidad nominal, lo que abre las puertas a nuevas posibilidades en aplicaciones de alta velocidad.

Las complejidades del diseño de interiores:

-Complejidad en la construcción: El sofisticado diseño de los IPMSM exige procesos de fabricación más avanzados, lo que genera un mayor coste en comparación con los SPMSM.

-Matices no sinusoidales: la estructura saliente del rotor da como resultado una forma de onda de fuerza contraelectromotriz no sinusoidal , que a menudo presenta una forma trapezoidal. Esta característica puede generar ondulación de par y requerir estrategias de control más sofisticadas para garantizar un funcionamiento sin problemas.

Enneng: Excelencia en ingeniería de motores de imanes permanentes

A medida que exploramos las complejidades de SPMSM e IPMSM, es esencial reconocer a los líderes de la industria que defienden la innovación en la tecnología de motores de imanes permanentes. ENNENG , un nombre distinguido en el panorama de los motores eléctricos, se destaca y ofrece una gama completa de PMSM de vanguardia diseñados para un amplio espectro de aplicaciones.

¿Por qué Enneng?

-Compromiso inquebrantable con la eficiencia : los motores de imán permanente de Enneng, incluido el motor de imán permanente de tipo estándar de la serie TYB, están diseñados meticulosamente para lograr una eficiencia excepcional, que supera incluso la estricta norma IE4. Esto se traduce en importantes ahorros de energía, minimizando los costos operativos y el impacto ambiental.

-Una gama de soluciones a medida : desde motores de accionamiento directo y sin engranajes para aplicaciones de precisión hasta motores de imán permanente de tipo general y hechos a medida para necesidades industriales específicas, Enneng ofrece una cartera diversa de PMSM. Ofrecen generadores de imán permanente ; ya sea un motor de husillo de alta velocidad para una máquina CNC exigente o un motor robusto para una aplicación minera resistente, Enneng posee la experiencia para ofrecer la solución ideal.

-Innovación pionera : Enneng invierte constantemente en investigación y desarrollo, ampliando los límites de la tecnología de motores de imanes permanentes. Sus motores de frecuencia variable de imanes permanentes para compresores de aire son un testimonio de su compromiso con la innovación. Estos motores logran ahorros de energía notables de hasta el 50% en comparación con los motores asíncronos convencionales.

Cómo elegir a tu campeón electromecánico

La decisión entre SPMSM e IPMSM depende en última instancia de los requisitos específicos de su aplicación.

SPMSM: La elección ideal cuando…

-La relación coste-eficacia reina suprema

-El funcionamiento suave y silencioso es primordial

-La respuesta dinámica rápida es esencial

-La operación sostenida a alta velocidad no es un requisito principal

IPMSM: El vencedor cuando…

-La eficiencia sin concesiones es el objetivo

-El rendimiento de alta velocidad es fundamental

-La robustez y la durabilidad no son negociables

-La capacidad de debilitamiento del flujo es necesaria

Al considerar cuidadosamente estos factores y asociarse con un proveedor de motores confiable como Enneng, puede aprovechar el verdadero poder de la tecnología PMSM, optimizando la eficiencia, el rendimiento y la confiabilidad en su aplicación.