Ventajas de los motores síncronos de imanes permanentes

Los motores PMSM se han ganado un nicho dentro de las crecientes tecnologías de motores industriales debido a su mayor eficiencia y rendimiento. Para comenzar a comprender las ventajas de los motores PMSM, sería importante considerar primero los problemas comunes que ocurren durante el uso de motores tradicionales y cómo los motores PMSM superan esos problemas.

I. Principales cuestiones en la utilización del motor

Concepto de pérdida de potencia en los motores

Los motores convierten la energía eléctrica de entrada en energía magnética y luego en energía mecánica para generar una salida. Este proceso de conversión de energía, si bien es vital para el funcionamiento, genera inherentemente varios tipos de pérdidas, entre ellas:

1. Eficiencia de conversión de energía de los motores: durante el funcionamiento, los motores sufren pérdidas de circuito, magnéticas, mecánicas y parásitas; todas estas pérdidas se convierten en calor. Todas estas pérdidas reducen la eficiencia general de los motores.
2. Factor de potencia de los motores: En el caso de los motores asíncronos, la corriente de excitación que se forma en el estator no realiza ningún trabajo útil, sino que produce pérdidas en la línea y calentamiento. Esto da lugar a un tipo de pérdida conocida como “pérdida de factor de potencia”.

Problemas de utilización del motor

1. Motores de alto consumo de energía: la mayoría de los motores convencionales funcionan con baja eficiencia energética con enormes pérdidas de energía, lo que genera una generación excesiva de temperatura y un aumento de la temperatura en el lugar de trabajo.
2. Motores de gran tamaño para cargas pequeñas: para proporcionar un mayor par de arranque, los motores suelen tener especificaciones superiores y, por lo tanto, resultan antieconómicos. Cuando la carga es pequeña, la eficiencia cae drásticamente y el factor de potencia se deteriora.

Selección de motores

A la hora de seleccionar motores para equipos nuevos, personalizados o modernizados que ahorran energía, las siguientes pautas pueden reducir estos problemas:

1. Selección de motores de alta eficiencia: utilizar motores de alta eficiencia de primer o segundo nivel de eficiencia para reemplazar los motores de menor eficiencia que se están eliminando gradualmente.
2. Selección de potencia razonable: se realizarán pruebas en el sitio para determinar el tamaño de motor apropiado según los datos de rendimiento del mundo real.
3. Modo de control adecuado: Evite los métodos de control de alto consumo de energía, como el arranque con autotransformador o estrella-triángulo. El control VFD evita picos de potencia en el arranque, lo que reduce las descargas mecánicas y eléctricas durante el arranque.

Ventajas de PMSM

Ahora que se han analizado las desventajas de los sistemas de motor convencionales, nos centramos en los méritos especiales de los motores síncronos de imanes permanentes.

Concepto de Motores Sincrónicos

Los motores de imanes permanentes son motores de corriente alterna en los que se insertan imanes permanentes en un rotor de acero y se fijan bobinas al estator. Cuando fluye una corriente trifásica a través de las bobinas del estator, genera un campo magnético rotatorio que hace girar el rotor. PMSM significa síncrono porque, durante el funcionamiento invariable, la velocidad de rotación del rotor está sincronizada con la rotación del campo magnético.

Los motores de imanes permanentes tienen un rotor de material magnético permanente de tierras raras que proporciona un campo magnético constante. Este campo magnético constante interactúa con el campo magnético giratorio del estator, lo que hace que el rotor funcione en sincronía con la velocidad del estator. Por lo tanto, el rotor siempre está a velocidad sincrónica, lo que contribuye a una alta eficiencia y precisión del motor.

Principales ventajas de los PMSM

Alta eficiencia

1. Pérdidas reducidas: el circuito magnético compacto y los devanados más pequeños reducen las pérdidas de cobre y hierro, lo que mejora directamente la eficiencia.
2. Sin corriente inducida en el rotor: el uso de imanes de tierras raras en el rotor elimina las corrientes inducidas, por lo tanto, no hay resistencia del rotor ni pérdidas por histéresis.
3. Alto factor de potencia: dado que la corriente del estator no incluye la corriente de excitación, los PMSM proporcionan un factor de potencia más alto que reduce la corriente del estator y las pérdidas de cobre, lo que los hace más eficientes.

Alto factor de potencia

1. Carga resistiva: La ausencia de corrientes inducidas para la excitación da como resultado que el estator presente una carga resistiva que acerca el factor de potencia a .
2. Ventajas de la red: Los PMSM, al reducir la corriente del estator, mejoran no solo la eficiencia sino también la calidad de la energía de la red, reducen las pérdidas de transmisión y reducen el requisito de una gran capacidad de transmisión, ahorrando así costos de infraestructura.

Alto par de arranque

Económico en aplicaciones de trabajo pesado: los motores de imanes permanentes ofrecen un alto par de arranque, por lo que son muy adecuados para aplicaciones como las máquinas de torsión. Esto facilita el uso de motores de menor capacidad para motores de mayor capacidad y menos eficientes, lo que reduce las inversiones iniciales y mejora la eficiencia.

Aumento de temperatura baja

Eficiencia en la gestión del calor: los PMSM generan mucho menos calor que los motores convencionales debido a la ausencia de pérdida de cobre en el rotor y a una corriente reactiva casi insignificante en los devanados del estator, lo que reduce el aumento de temperatura y prolonga la vida útil del motor.

Rendimiento mejorado en diferentes condiciones de carga

1. Eficiencia constante: los motores de imanes permanentes tienen una alta eficiencia para una amplia gama de cargas, mientras que los motores asíncronos presentan un deterioro considerable en el rendimiento con cargas bajas. Esto los hace eficaces en aplicaciones donde la demanda de carga fluctúa, como en motores que tienen grandes cargas de arranque y pequeñas cargas operativas.
2. Ahorro a largo plazo: cuando un motor de la serie Y funciona al 60 % de la carga, la eficiencia disminuye un 15 %, mientras que sus indicadores de rendimiento disminuyen un 40 %. Por el contrario, con una carga tan baja como el 20 %, los motores de imanes permanentes mantienen más del 80 % de su rendimiento. Por lo tanto, al utilizar motores de imanes permanentes, esto garantiza un enorme ahorro de energía a largo plazo.

ENNENG: líder en innovación PMSM

Qingdao Enneng Motor Co., Ltd. (ENNENG) es uno de los principales proveedores de motores de imán permanente de China . Fue nombrada una de las “Cien empresas innovadoras” de Qingdao en 2018 y es miembro de la Asociación de la industria automotriz de Qingdao. Las soluciones de ENNENG garantizan un rendimiento y una eficiencia energética incomparables en diversas aplicaciones industriales.

Solución de eficiencia energética: los motores de imanes permanentes de ENNENG están diseñados con imanes permanentes de NdFeB avanzados y alcanzan un nivel de eficiencia IE4, lo que ofrece un ahorro de energía del 5 al 10 % en comparación con los diseños de motores convencionales. Esto los hace perfectos para industrias que apuestan por la sostenibilidad, como la automotriz, la minería y el tratamiento de aguas.

Aplicaciones personalizadas: ENNENG puede crear un PMSM para una aplicación exacta (desde aplicaciones de alto torque de maquinaria pesada hasta aplicaciones de velocidad variable en robótica y automatización) y lograr ahorros de energía de hasta un 40%, especialmente para la fabricación de neumáticos de caucho.

Experiencia en la industria: Con una amplia experiencia en múltiples industrias como petróleo y gas, maquinaria industrial y textiles, entre otras, su socio comercial es ENNENG para las aplicaciones de más alta tecnología de PMMS.

Conclusión

Los motores PMSM ofrecen una enorme cantidad de ventajas, desde su eficiencia hasta su alto par motor, lo que los convierte en uno de los accionamientos necesarios en campos que van desde los vehículos eléctricos sencillos hasta la automatización y la generación de energía. Además, esto los hace cada vez más viables debido a su funcionamiento silencioso, sus bajos requisitos de mantenimiento y sus menores efectos medioambientales. En estos casos, en el camino hacia la optimización de las operaciones de las empresas, ENNENG proporciona las soluciones más avanzadas basadas en motores PMSM para lograr un rendimiento excelente, eficiencia energética y garantizar ahorros de costes a largo plazo.