¿Por qué la popularidad de motores con rotor de imanes permanentes va en aumento?

La necesidad de ahorro de energía en combinación con la operación de precisión ha llevado cada vez más a especificar motores síncronos de imanes permanentes (PMSM por sus siglas en inglés), ya que son más eficiente y precisos que un motor de inducción, y una fracción del costo de un servomotor.

En un motor de inducción de rotor jaula de ardilla, se induce tensión en las barras cuando se suministra alimentación, así empieza a girar. Pero un motor tipo PMSM, también conocido como un motor de corriente alterna sin escobillas, difiere de esto por tener los imanes permanentes montados en el rotor.

Típicamente estos imanes adicionales son imanes de tierras raras en comparación con los imanes de ferrita. Ellos son muy poderosos, lo que contribuye a la eficiencia del motor. Ellos también ayudan a crear la potencia de salida adicional y mejorar la suavidad en la rotación. Desafortunadamente también son caros, lo que explica el mayor precio de compra de PMSM, en comparación con los motores de inducción.

Un PMSM proporciona rotación a una velocidad fija en sincronía con la frecuencia de la fuente de alimentación, independientemente de la fluctuación de la carga o tensión de la línea. El motor funciona a una velocidad de sincronismo con frecuencia de la red, en cualquier par de torsión hasta el límite de funcionamiento del motor. Los PMSMs por lo tanto, son ideales para la alta precisión, en unidades de velocidad fija.

Con una densidad de energía muy alta, con muy alta eficiencia y alta respuesta, el motor es adecuado para la mayoría de aplicaciones sofisticadas. También tiene una alta capacidad de sobrecarga. Un PMSM es en gran parte libre de mantenimiento, lo que garantiza el funcionamiento más eficiente y los costes de mantenimiento reducidos.

Pero los PMSMs no son capaces de operar en una configuración directa a la ínea, y deben ser utilizados en conjunción con un controlador electrónico, que utiliza la corriente de conmutación para activar el motor, y también para controlar su par de salida.

Los PMSMs también pueden funcionar a una temperatura reducida, lo que resulta en más tiempo que lleva y la vida de aislamiento.

Otra ventaja de los PMSMs es que típicamente tienen un rango de velocidad más amplio que los motores de inducción de CA. Como regla general PMSMs están clasificados para rangos de 20:1 sin realimentación (lazo abierto), o 2000:1 en lazo cerrado (con encoder). Sin embargo, la selección de la unidad también juega un papel en el rango de velocidades, por lo que cada situación debe ser considerada de forma individual.

Aplicaciones

Los PMSMs son convenientes para una gama muy amplia de aplicaciones, incluyendo casi todas las aplicaciones actualmente atendida por un motor de inducción, y muchos donde se utiliza un servomotor para lograr el posicionamiento de precisión o alta respuesta dinámica. En situaciones en que la principal preocupación es la eficiencia del motor, las aplicaciones de velocidad variable cargados centrífuga, como ventiladores y bombas se vuelven muy atractivo.