¿Qué es un motor eléctrico de imanes permanentes?

Los motores de imanes permanentes (PM) son motores eléctricos que utilizan la combinación de campos magnéticos de naturaleza permanente (Imanes) y campos magnéticos inducidos producidos por la corriente de excitación externa que fluye a través de los devanados del estator.

Los motores PM pueden ser excitados tanto con señales eléctricas continua o alterna, sin embargo es importante notar que las aplicaciones de motores de excitación alterna son los más empleados y eficientes en términos de conversión de energía, disponibilidad, y mantenimiento.

Tipos de motor de imanes permanentes

A su vez dentro de los motores de excitación alterna se puede hacer una nueva división donde se encuentra a los motores Síncronos de imanes permanentes y los motores llamados Brushless dc o motores de excitación alterna «sin escobillas» debido a su equivalencia con los motores de corriente continua.

Motor síncrono

Los motores síncronos PM tienen, como muy bien lo dice su nombre, una velocidad constante, síncrona de acuerdo a la frecuencia de las corrientes de armadura. Actualmente, con el uso de dispositivos de electrónica de potencia( V.F) es posible variar la frecuencia de la armadura, pudiendo de esta forma cambiar la velocidad de giro del rotor.

La mayor ventaja de este tipo de motor, con respecto a los motores de inducción y asíncronos convencionales, es la ausencia de pérdidas de deslizamiento y la natural habilidad de suministrar corriente reactiva, dependiendo de las condiciones de excitación tanto del imán como de la armadura, además de un aumento general de la eficiencia de conversión de energía como también de la disminución de los costos de mantenimiento, y pérdidas asociadas a la refrigeración del motor.

Motor PM de excitación alterna

Los motores de imanes permanentes de excitación alterna pueden tener varias configuraciones en cuanto a la distribución de los imanes y así lograr la conversión de energía.

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La forma comúnmente usada es alojar los imanes en el rotor de manera superficial.

El reemplazo del devanado de campo alojado en el rotor por imanes tiene un efecto inmediato que es la  disminución de peso y volumen.

Funcionamiento del motor de imantes permanentes

Motor de imanes permanentes
Rotor de imanes permanentes de máquina Schindler

En el aspecto eléctrico es necesario comprender que la velocidad del motor sólo podrá ser modificada de manera proporcional a la frecuencia de la señal de excitación. Esto último trae como consecuencia la fuerte dependencia del motor con los dispositivos de electrónica de potencia capaces de modificar la señal y así variar la frecuencia y por lo tanto la velocidad de rotación.

Los dispositivos de electrónica de potencia asociados a los inversores estáticos introducen un alto contenido de armónicos a la señal de entrada y a los devanados del estator lo que se traducirá en una fuente de ruidos eléctricos, distorsión de la forma de onda de la fuerza magnetomotriz en el entrehierro, obteniendo en consecuencia la generación de ruidos mecánicos proporcionales a los armónicos producidos por la acción de los inversores.

Los ruidos mecánicos y la generación de ruidos eléctricos pulsantes son los mayores problemas que actualmente se están estudiando, de manera que hay que solucionar satisfactoriamente como cumplir con los requerimientos de ruido, lo que evidentemente tendrá mayor o menor importancia dependiendo del tipo de aplicación.

Sistema de control en lazo cerrado

Al montar imanes permanentes en el rotor es imprescindible utilizar un encoder de alta resolución para conocer la posición exacta del rotor respecto al estator, por lo tanto siempre trabajaran en lazo cerrado.

  • NO PUEDEN TRABAJAR SIN ENCODER
  • ESTOS MOTORES NO PUEDEN  CONECTARSE DIRECTAMENTE A LA RED , ES NECESARIO LA UTILIZACIÓN DE UN VARIADOR DE VELOCIDAD

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