1. Acerca de “Trifásico”

En la vida diaria nos encontramos con la mayoría de motores trifásicos, en los electrodomésticos también hay motores monofásicos y motores bifásicos con números de fase 1 y 2. Entonces, ¿cómo se define exactamente este número de fase?

Fase única: En cuanto al motor monofásico con solo 1 línea recta, agregue un capacitor para arrancar, use el método de polo sombreado o comience a marcar en una dirección con la mano para funcionar.
Dos fases: Una fase puede ser alimentada por una fuente de alimentación de CA monofásica y la otra fase puede ser desfasada mediante un condensador.

Este es el motor bifásico que vemos habitualmente en los electrodomésticos que funcionan con condensador.

Tres fases: ¿Por qué utilizamos motores trifásicos? Hay algunas razones:
(1) Hacer que la forma de onda de la salida del motor sea más inmediata después de la rectificación, ahorrando dinero al eliminar el capacitor para ondas planas.
(2) Usar tres fases para dividir la fase, haciendo que las ramas aumenten y reduciendo la corriente en cada sentido para reducir la capacidad de potencia de una sola rama.
(3) Usar un motor trifásico para aumentar la confiabilidad del motor. Si una o más fases del motor trifásico se rompen, las otras fases aún pueden formar un campo magnético giratorio y continuar funcionando de acuerdo con un cierto porcentaje de la potencia máxima original, que se utiliza en algunos equipos importantes.

2. Acerca de lo "sincrónico"

(1) el principio es diferente

El principio de funcionamiento del motor asíncrono (motor de inducción) es generar corriente de inducción en el rotor a través del campo magnético giratorio del estator para producir un par electromagnético, y el rotor no genera directamente el campo magnético.

Por lo tanto, la velocidad del rotor debe ser menor que la velocidad síncrona (sin esta diferencia, es decir, la velocidad de rotación, no hay corriente de inducción del rotor), y por eso se le llama motor asíncrono.

Mientras que el propio rotor del motor síncrono produce una dirección fija del campo magnético (generado por imanes permanentes o corriente continua), el campo magnético giratorio del estator “arrastra” la rotación del campo magnético del rotor (rotor), por lo que la velocidad del rotor debe ser igual a la Velocidad sincrónica, también llamada motor sincrónico.

(2) la estructura es diferente

El devanado del estator del motor síncrono y del motor asíncrono es el mismo, la principal diferencia es la estructura del rotor.

El motor síncrono tiene un devanado de excitación de CC en el rotor, por lo que necesita una fuente de alimentación de excitación externa y la corriente se introduce a través del anillo colector.

Por el contrario, el rotor de un motor asíncrono es un devanado en cortocircuito que depende de la inducción electromagnética para generar corriente.

Los motores asíncronos son simples, de bajo costo y fáciles de instalar, usar y mantener, por lo que se utilizan ampliamente.

Las desventajas de la baja eficiencia son que el bajo factor de potencia no favorece la red y la eficiencia del motor síncrono es la carga capacitiva, lo que puede mejorar el factor de potencia de la red, que se utiliza principalmente en grandes equipos industriales y mineros.

(3) las ventajas de los motores síncronos

1. no hay devanado magnético en el rotor, no hay consumo de cobre del rotor y tiene una alta eficiencia operativa;
2. la inercia rotacional del rotor es pequeña y el rendimiento de la operación dinámica es bueno;
3. baja eficiencia cuando la potencia y el par de salida son mayores.

(4) las desventajas de los motores síncronos

Alto costo, baja confiabilidad, tecnología de procesamiento compleja y poca resistencia mecánica.

(5) las ventajas de los motores asíncronos

1. No hay problema de desmagnetización a alta temperatura con imán permanente, puede extenderse la potencia máxima, la potencia nominal y el tiempo de trabajo de potencia máxima.
2. las características del motor se ven afectadas por el medio ambiente es pequeño;
3. tiene un alto par de arranque y ajuste de par de alta velocidad;

(6) las desventajas de los motores asíncronos

Existencia del consumo de cobre del rotor, la tasa de conversión de energía es menor que la del motor síncrono de imán permanente.

Por el contrario, el rendimiento del motor síncrono es más excelente.

3. Acerca del “aire acondicionado”

• En primer lugar, la fuente de alimentación externa de los dos es diferente: los motores de CC utilizan CC como fuente de alimentación; mientras que los motores de CA utilizan CA como fuente de alimentación.
• En términos de estructura, el principio del primero es relativamente simple, pero la estructura es compleja y no es fácil de mantener; mientras que el principio de este último es complejo pero la estructura es relativamente simple y es más fácil de mantener que el motor de CC.
• El motor de CC es el campo magnético que no se mueve, el conductor en el movimiento del campo magnético; El motor de CA es el movimiento de rotación del campo magnético, mientras que el conductor no se mueve.
• En términos de regulación de velocidad, el motor de CC puede lograr una regulación de velocidad suave y económica, sin la cooperación de otros equipos, siempre que el voltaje y la corriente de entrada o excitación se puedan cambiar para lograr la regulación de velocidad; Si bien el motor de CA por sí solo no puede completar la regulación de velocidad, es necesario utilizar equipos de conversión de frecuencia para lograr cambios de velocidad.
• La estructura del motor es diferente, el motor de CC a través de la electricidad de CC no producirá directamente un campo magnético giratorio, depende del conmutador giratorio del rotor en cualquier momento para cambiar la dirección de la corriente en el rotor de modo que la polaridad del campo magnético el campo entre el rotor y el estator ha sido opuesto para que el rotor pueda girar; y el motor de CA debido al uso de corriente alterna, siempre que la bobina del estator de acuerdo con el diseño de fase, producirá naturalmente un campo magnético giratorio.

4. PMAC frente a BLDC

• Los motores de CC sin escobillas generalmente usan imanes tipo mosaico para los polos del rotor, y el circuito magnético está diseñado para obtener una onda trapezoidal de densidad magnética del entrehierro, y el devanado del estator usa principalmente un devanado concentrado de paso completo, por lo que el contra- La fuerza electromotriz también es trapezoidal.
• El control del motor de CC sin escobillas requiere retroalimentación de información de posición y debe tener sensores de posición o utilizar tecnología de estimación de posición sin sensores para formar un sistema de control de velocidad autocontrolado.
• La corriente de cada fase también se controla como una onda cuadrada tanto como sea posible, y el voltaje de salida del inversor se controla según el método PWM para motores CC sin escobillas.
• En términos generales, el motor síncrono de imán permanente de CA tiene un devanado de distribución trifásico del estator y un rotor de imán permanente, en la estructura del circuito magnético y la distribución del devanado para garantizar que la forma de onda del potencial de inducción sea sinusoidal, el voltaje y la corriente del estator aplicados también deben ser sinusoidales. forma de onda, generalmente dependen del inversor de voltaje variable de CA para proporcionar.
• El motor síncrono de imán permanente El sistema de control suele ser de tipo autocontrol, también necesita información de retroalimentación de posición y puede utilizar control vectorial (control direccional de campo magnético) o control de par directo de métodos de control avanzados.

5. Número de polos del motor.

El número de polos de un motor asíncrono trifásico es el número de polos del campo del estator. El número de polos del campo del estator puede formarse mediante diferentes formas de conectar los devanados del estator.

El número de polos del motor está determinado por la velocidad requerida por la carga, y el número de polos del motor afecta directamente la velocidad del motor.

Cada conjunto de bobinas de un motor de CA trifásico produce polos N y S, y el número de polos contenidos en cada fase de cada motor es el número de polos. Como los polos aparecen en pares, hay 2, 4, 6 y 8 polos en los motores.

¿Cómo dividir el número de polos del motor?

Dos polos se denominan motores de alta velocidad, cuatro polos son de velocidad media, seis niveles son de baja velocidad y mayores o iguales a ocho polos se denominan motores de velocidad ultrabaja.

6. Normas IEC del motor.

Como la eficiencia del sistema es un factor clave, los estándares de eficiencia para motores los definen organismos rectores regionales como la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) en la Unión Europea y la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) en los Estados Unidos (EE. UU.).

Las actuales normas IEC para motores tienen cuatro niveles.

Estas clases de eficiencia IEC 60034-30-1 son:

1. IE1 (eficiencia estándar)

2. IE2 (alta eficiencia)

3. IE3 (eficiencia premium)

4. IE4 (eficiencia súper premium)

Estas normas definen la eficiencia de los motores de 50 y 60 Hz con devanados monofásicos o trifásicos construidos con cualquier tipo de tecnología de motor (DC sin escobillas o inducción, etc.) con una potencia superior a 120W.

7. MIP frente a GDS

La estructura del circuito magnético del rotor del motor síncrono de imán permanente es diferente, por lo que las características de operación y el sistema de control del motor también son diferentes.

Según la posición del imán permanente en el rotor, el motor síncrono de imán permanente se puede dividir principalmente en tipo de superficie y tipo interior.

Los motores SPM tienen imanes fijados al exterior de la superficie del rotor, por lo que su resistencia mecánica es más débil que la de IPM. La resistencia mecánica debilitada limita la velocidad mecánica máxima segura del motor.

Además, estos motores exhiben una prominencia magnética muy limitada (Ld ≈ Lq). Los valores de inductancia medidos en los terminales del rotor son consistentes independientemente de la posición del rotor.

Debido a la relación de prominencia casi unitaria, los diseños de motores SPM dependen significativamente, si no completamente, del componente de par magnético para producir par.

Los motores IPM tienen un imán permanente integrado en el propio rotor. A diferencia de sus homólogos SPM, la ubicación de los imanes permanentes hace que los motores IPM sean muy sólidos mecánicamente y adecuados para funcionar a velocidades muy altas.

Estos motores también se definen por su relación de prominencia magnética relativamente alta (Lq > Ld). Debido a su prominencia magnética, un motor IPM tiene la capacidad de generar torque aprovechando los componentes de torque magnético y de reluctancia del motor.