En aplicaciones industriales y comerciales, la mayoría de las bombas y ventiladores funcionan con motores de inducción de CA; un "motor de inducción de CA" es un motor asíncrono que depende de una corriente eléctrica para hacer girar un rotor. El campo magnético del devanado se genera por inducción electromagnética y el rotor siempre gira a una velocidad menor que el campo magnético. A "motor síncrono de imán permanente” se basa en imanes para hacer girar un rotor que gira a la misma velocidad que el campo magnético giratorio interno del PMSM.
1. Los motores de imanes permanentes deben utilizar unidades.
Los motores de inducción de CA pueden accionar bombas o ventiladores sin variadores de frecuencia, que a menudo se instalan en sistemas de bombas o ventiladores para aumentar la eficiencia del sistema. Los motores síncronos de imanes permanentes requieren un controlador para funcionar y no pueden funcionar sin un controlador. Para controlar con precisión la velocidad de un motor síncrono de imán permanente para cumplir con los requisitos de la aplicación, como presión, flujo, volumen, etc., se requiere un convertidor de frecuencia. Algunos convertidores de frecuencia nuevos ya están equipados con una opción de control de motor de imán permanente como característica estándar, lo que permite al operador controlar el motor de imán permanente para accionar ventiladores y/o bombas con mayor eficiencia.
Los motores de imanes permanentes ofrecen un aumento significativo de la eficiencia en comparación con los motores de inducción de CA. motores PM Tienen una mayor eficiencia a plena carga que los motores de inducción de CA. A continuación se muestra el rango de eficiencia entre los motores de inducción de CA y los motores PM.
Un variador de frecuencia no aumentará la eficiencia del motor; un variador de frecuencia ayudará a mejorar la eficiencia del sistema en el rango de velocidad de funcionamiento, ya que la mayoría de los sistemas no funcionarán a la velocidad máxima todo el tiempo. Un variador de frecuencia ayuda a mejorar la eficiencia del sistema porque tiene la capacidad de desacelerar un motor, ventilador o bomba en lugar de girar una válvula para acelerar la bomba o cerrar una compuerta para detener el flujo de aire.
El gráfico anterior compara un motor síncrono de imán permanente PMAC de 10 hp y 1800 rpm con un motor de inducción de CA avanzado NEMA que funciona con una carga de torque variable en un rango de velocidad de 100 a 500; en ambos casos, la eficiencia de los dos motores disminuirá. A 600 RPM, la eficiencia del motor premium NEMA cae de aproximadamente 90 % a aproximadamente 72 %, y PMAC cae de aproximadamente 94 % a 83 %. Se ha demostrado que los motores de imanes permanentes son más eficientes que los motores de inducción de CA cuando los sistemas operativos afectan la eficiencia del equipo.
2. Ventajas y desventajas del motor de imán permanente.
Si bien los motores de inducción de CA se encuentran más comúnmente en sistemas de accionamiento de motores, suelen ser más grandes y menos eficientes que las soluciones de motores de imanes permanentes. Si bien las soluciones de motores de imanes permanentes tienden a tener un costo inicial más alto, pueden ofrecer tamaños más pequeños en un paquete mecánico más compacto y, lo que es más importante, una mayor eficiencia. Los motores de imanes permanentes tienden a ser más caros que los motores de inducción de CA y son más difíciles de arrancar que los motores de inducción de CA. Sin embargo, las ventajas de los motores de imanes permanentes incluyen una mayor eficiencia, un tamaño más pequeño (los motores de imanes permanentes pueden tener hasta un tercio del tamaño de la mayoría de los motores de CA, lo que facilita mucho la instalación y el mantenimiento) y la capacidad de mantener el par completo a un baja velocidad.
3. La tendencia está cambiando
El uso de motores de imanes permanentes junto con variadores de frecuencia no es nuevo, y los ingenieros de diseño y propietarios de equipos están comenzando a elegir soluciones de motores de imanes permanentes para instalaciones de aplicaciones de ventiladores y bombas porque son más pequeños y más eficientes que los variadores de frecuencia. Existe un algoritmo especial para accionar motores de imanes permanentes. Ahora, hay algunos nuevos variadores de frecuencia en el mercado que tienen una característica estándar incorporada para controlar motores de imanes permanentes sin costo adicional. A medida que más y más fabricantes de variadores de frecuencia comiencen a agregar funciones de control de alto rendimiento de motores de imanes permanentes, los usuarios se inclinarán por instalar sistemas de motores que funcionen de manera más eficiente, vengan en paquetes más pequeños y cuesten menos.
