Usuari:Mcapdevila/Motor d'imant permanent

Els motors d'imants permanents són motors elèctrics el funcionament dels quals es basa en imants permanents (motors d'IP). N'hi ha de diversos tipus, sent els més coneguts:

• Motors de corrent continu d'IP
• Motors de corrent altern d'IP
• Motors pas a pas d'IP

Un dels de major aplicació és el motor sincrònic d'imant permanent (en anglès Permanent Magnet Synchronous Motor , PMSM).

Motor Sincrònic d'iman permanent

Les màquines d'imant permanent són extensivament usades en servomotors, accionaments elèctrics per a posicionament, robòtica, màquines eina, ascensor s, etc. S'han arribat a construir màquines d'una potència per sobre d'1 MW per exemple per l'accionament de submarí s. També és possible la seva aplicació en generació i bombament a partir de energia solar o energia eòlica.

La construcció dels rotors dels servomotors sincrònics d'imant permanent poden adoptar una forma cilíndrica amb un baix diàmetre i gran longitud ( CILINDRADA rotor ) anomenats de flux radial, o poden tenir un rotor en forma de disc més lleuger rotor de disc ( disk rotor ), també anomenades màquines de flux axial, resultant així en ambdós casos un baix moment d'inèrcia i una constant de temps mecànica baixa. D'altra banda, per a aplicacions industrials amb arrencada de línia o mitjançant arrencadors de voltatge reduït, els motors tenen un damper que protegeix els imants de la des-magnetització durant els transitoris associats en l'arrencada, ia més amorteix les oscil·lacions pendulars.

En aplicacions en què el motor és operat electrònicament des d'un inverter, no és necessari el debanament amortidor per a l'arrencada doncs aquest el realitza el control electrònic, ia més el debanament amortidor (damper) produeix pèrdues d'energia addicionals a causa de les forma d'ona no sinusoïdals.

S'analitzarà el cas de estátor trifàsic, el qual és similar a un d'una màquina sincrònica trifàsica clàssica, havent de destacar dos tipus de PMSM segons el tipus de rotor:

• Imants muntats en la superfície del rotor (Surface-mounted Magnets)
• Imants inserits en el rotor (Buried Magnets)

PMSM amb imants muntats en la superfície del rotor

En el cas que els imants van muntats (pegats o cèrcol) en la superfície del rotor, aquests per l'espai que ocupen obliguen a tenir un entrehierro relativament gran, a més els imants ceràmics tenen efectes de saliència menyspreables. En aquests casos no existeix debanament amortidor. El gran entrehierro fa que el flux de la reacció d'armadura (RA) tingui efectes atenuats sobre el rotor, és a dir la inductància sincrònica Ld és petita doncs té una component de reacció d'armadura Lad petita i per tant els efectes de la RA són molt atenuats. D'altra banda es dedueix que el gran entrehierro resulta en una constant de temps elèctrica de l'estator T = L/R petita.

PMSM amb imants inserits en el rotor

Si els imants estan inserits en el rotor, queden físicament continguts i protegits, però l'espai de ferro del rotor eliminat per inserir els imants fa que no es pot considerar que en aquest cas es tingui un entrehierro uniforme, es té un efecte de saliència, i apareix una component de reluctància del parell.

El criteri de disseny en el cas de servomotors han enquadrar els següents requeriments:

• Velocitat d'operació i parell controlat a totes les velocitats
• Alta relació [Potència/pes] i [Parell/inèrcia]
• Parell electromagnètic suau: sense parells polsants a causa de les harmòniques, ni efectes de posicionament preferencial (cogging) a causa de les ranures
• Alta densitat de flux en l'entreferro
• Disseny compacte amb alt rendiment i factor de potència

Vegeu també

• Motor elèctric sense escombretes