Motores PMSM: las características de rendimiento superiores

En comparación con los motores asíncronos trifásicos- convencionales, los motores síncronos de imanes permanentes (motores PMSM) ofrecen las ventajas de un alto par de arranque, un tiempo de arranque más corto y una alta capacidad de sobrecarga. Según los requisitos reales de potencia del eje, se puede reducir la capacidad instalada del motor de accionamiento, lo que ahorra energía y reduce la inversión de capital. Al mismo tiempo, son fáciles de controlar - su velocidad está determinada únicamente por la frecuencia de suministro - y funcionan de manera suave y confiable sin verse afectados por las fluctuaciones de carga o voltaje, lo que los hace particularmente bien-adecuados para el control de frecuencia variable.

Sus ventajas se reflejan aún más en lo que se puede describir como "dos mínimos y dos máximos": bajas pérdidas, bajo aumento de temperatura, alto factor de potencia y alta eficiencia. Estos son precisamente los atributos de desempeño por los que se esfuerza la industria y determinan la posición de mercado demotores PMSM.

¿Por qué son menores las pérdidas y el aumento de temperatura?

Dado que el campo magnético de un motor síncrono de imán permanente es generado por imanes permanentes, elimina las pérdidas de excitación - es decir, las pérdidas de cobre - que de otro modo serían causadas por la corriente de excitación necesaria para producir el campo magnético. Durante el funcionamiento, no fluye corriente a través del rotor, lo que reduce significativamente el aumento de temperatura del motor. Según estadísticas incompletas, en las mismas condiciones de carga, el aumento de temperatura es aproximadamente 20 K menor.

Alto factor de potencia y alta eficiencia

En comparación con los motores asíncronos,motores PMSMlogra valores de eficiencia significativamente más altos en condiciones de carga ligera-. Su rango operativo de alta-eficiencia es amplio, manteniendo una eficiencia superior al 90 % en un rango de carga del 25 % al 120 %, con una eficiencia nominal que cumple con los requisitos de eficiencia energética de Nivel 1 de los estándares nacionales actuales. Ésta es su mayor ventaja respecto a los motores asíncronos en términos de ahorro energético.

En funcionamiento real, los motores rara vez funcionan a plena potencia cuando impulsan cargas. Las razones son dos. Por un lado, al seleccionar la potencia del motor, los diseñadores suelen basar sus cálculos en las condiciones operativas extremas de la carga, y dichas condiciones extremas ocurren con poca frecuencia. Además, para evitar que el motor se queme en condiciones de funcionamiento anormales, los diseñadores incluyen además un margen de potencia en sus cálculos. Por otro lado, los fabricantes de motores, para garantizar la confiabilidad del motor, normalmente agregan un margen de potencia adicional más allá de los requisitos especificados por el usuario. Como resultado, la mayoría de los motores en funcionamiento real funcionan por debajo del 70% de su potencia nominal. Esto es especialmente cierto para ventiladores y cargas de tipo bomba-, donde los motores normalmente funcionan en la región de carga liviana-. Para los motores asíncronos, la eficiencia es muy baja en condiciones de carga ligera-, mientras quemotores PMSMaún puede mantener una alta eficiencia en la región de carga ligera-.

Tienen un factor de potencia elevado que es independiente del número de polos del motor. A plena carga, el factor de potencia se acerca a 1. Esto significa que, en comparación con los motores asíncronos, la corriente del motor es menor, lo que resulta en menores pérdidas de cobre del estator y una mayor eficiencia general. Por el contrario, el factor de potencia de los motores asíncronos disminuye a medida que aumenta el número de polos. Además, debido al alto factor de potencia, la capacidad de la fuente de alimentación asociada (transformador) puede teóricamente reducirse, junto con especificaciones reducidas para el cableado y los equipos de conmutación asociados.