A motor de imán permanente (PM) Es un motor de CA que utiliza imanes incrustados o adheridos a la superficie del rotor del motor. Los vehículos eléctricos utilizan motores síncronos de imanes permanentes con alta densidad de par y alta eficiencia.

Los imanes utilizados son imanes de neodimio, hierro y boro, también conocidos como superimanes. El nombre proviene del campo magnético muy concentrado por centímetro cuadrado, lo que los hace muy atractivos por su pequeño tamaño, pero su alta densidad de campo magnético es buena por su resistencia y eficiencia.

Teniendo en cuenta las características de los motores de imanes permanentes y la alta densidad del campo magnético, el tamaño del motor diseñado es un tercio del de los motores con el mismo rendimiento. Además, la alta eficiencia mantiene el consumo de electricidad de los vehículos eléctricos al mínimo y, por último, pero no menos importante, la vida magnética del superimán se estima en unos 400 años, lo que garantiza su eficiencia y fiabilidad en el tiempo.

Los motores de imanes permanentes (también conocidos como PM) se pueden dividir en dos categorías principales: imanes permanentes interiores (IPM) e imanes permanentes de superficie (SPM); ambos tipos generan flujo magnético a través de imanes permanentes fijados al rotor o dentro de él.

El imán permanente de superficie es un motor con imanes permanentes unidos a la circunferencia del rotor, y el imán permanente interior es un motor con imanes permanentes incrustados en el rotor llamado IPM.

Durante décadas, los motores de imanes permanentes de superficie han dominado el mercado de motores de imanes permanentes; sin embargo, en los últimos años, los mercados emergentes de vehículos híbridos y eléctricos han impulsado la demanda de motores de imanes permanentes interiores.

Con ventajas como potencia constante en un amplio rango de velocidades y diseño de retención de imán, los motores de imán permanente interior proporcionan una buena solución para aplicaciones como motores auxiliares y de tracción.

En aplicaciones de vehículos, la tecnología de imanes permanentes integrados tiene grandes ventajas sobre los motores de imanes permanentes de superficie. El diseño de imán permanente integrado permite un mayor control sobre la magnetización del circuito magnético.

Por el contrario, los motores interiores de imanes permanentes ofrecen una gama más amplia de par más o menos constante. Utilizando una técnica llamada debilitamiento de campo, los diseñadores pueden aplicar corriente para cambiar el rendimiento. El debilitamiento del campo implica ajustar el campo magnético del estator para contrarrestar parcialmente el efecto del imán permanente.

———–Motores de imanes permanentes de superficie———–

Los motores de imanes permanentes de superficie tienen imanes fijados en el exterior de la superficie del rotor y su resistencia mecánica es más débil que la de los motores de imanes permanentes integrados. La resistencia mecánica debilitada limita la velocidad mecánica máxima segura del motor.

Además, la convexidad magnética (Ld≈Lq) de estos motores y los valores de inductancia medidos en los terminales del rotor son consistentes independientemente de la posición del rotor. Debido a la estrecha relación de la corona magnética, los diseños de motores de imán permanente de superficie dependen en gran medida de componentes de par magnético para generar par.

———–Motores interiores de imanes permanentes———–

Los motores de imanes permanentes interiores tienen imanes permanentes incrustados en el rotor; a diferencia de los motores de imanes permanentes de superficie, la ubicación de los imanes permanentes hace que el motor de imanes permanentes interiores sea mecánicamente bueno y adecuado para funcionamiento a alta velocidad.

Estos motores también se definen por su relación de corona magnética relativamente alta (Lq>Ld). Debido a su obvia convexidad magnética, el motor interior de imán permanente puede generar torque utilizando los componentes de torque magnético y torque de reluctancia del motor, lo que lo hace adecuado para varios vehículos eléctricos.

Conclusión

Para aplicaciones de alta velocidad como motores de tracción, Los motores interiores de imanes permanentes son la mejor opción., utilizando menos material magnético y ganando algo de torque a partir de la relación aparente de corona del rotor. Además del par magnético, el par de reluctancia también se utiliza para lograr un par alto y puede responder a la rotación de un motor de alta velocidad mediante el control vectorial de dos tipos de par.

Combinado con un mejor control sobre la magnetización del circuito magnético mediante el control de la corriente, permite un funcionamiento eficiente en un amplio rango de velocidades. La seguridad mecánica mejora ya que, a diferencia de un SPM, el imán no se desprende debido a la fuerza centrífuga. En comparación con los motores tradicionales, el motor interior de imán permanente puede ahorrar un 30% de consumo de energía con la misma potencia.