Introducere detaliată la
Motoare sincrone cu magnet permanent
Definiţie: Un motor sincron cu magnet permanenteste un tip de motor în care rotorul folosește magneți permanenți pentru a genera un câmp magnetic constant, iar înfășurările statorului sunt alimentate cu curent alternativ pentru a genera un câmp magnetic rotativ. Viteza rotorului este strict sincronizată cu viteza câmpului magnetic rotativ al statorului.
Principalele componente structurale
Structura fizică a unui motor sincron cu magnet permanent constă în principal dintr-un stator (partea staționară) și un rotor (partea rotativă), precum și componente auxiliare:
Stator: miez de stator (foi de oțel silicon stivuite), înfășurări trifazate (sau multi-fazate), sistem de izolație și carcasă.
Funcție: generează un câmp magnetic rotativ atunci când este aplicat curent alternativ; carcasa oferă, de asemenea, suport și disipare a căldurii.
Rotor: miezul rotorului, magneți permanenți (de obicei NdFeB sau SmCo), arbore, manta (pentru motoare-de mare viteză)
Funcție: Magneții permanenți generează un câmp magnetic de excitație constantă; miezul rotorului formează circuitul magnetic, iar arborele produce un cuplu mecanic.
Capace și rulmenți: capace frontale și posterioare, rulmenți, structură de răcire (răcit-aer/răcit-lichid)
Funcție: Susține rotația rotorului, asigură un spațiu de aer uniform între stator și rotor și elimină căldura din motor.
Senzori (opțional): transformator rotativ, senzor cu efect Hall, encoder
Funcție: detectează poziția rotorului pentru o reglare de înaltă{0}}precizie a vitezei în control vectorial (FOC).
Principiul principal:
① Generarea câmpului magnetic: curent alternativ sinusoidal trifazat este aplicat înfășurărilor statorului, formând un câmp magnetic rotativ sincron în spațiu (viteza ns=60f/p, f este frecvența, p este numărul de perechi de poli). Magneții permanenți de pe rotor stabilesc un câmp magnetic de excitație constant.
② Funcționare sincronă: câmpul magnetic rotativ al statorului și câmpul magnetic cu magnet permanent al rotorului se cuplează, generând un cuplu electromagnetic care „trage” rotorul la aceeași viteză ca și câmpul magnetic rotativ. Când sarcina se modifică, unghiul de putere dintre polii rotorului și câmpul magnetic al statorului se modifică adaptiv pentru a echilibra cuplul, dar viteza rămâne strict sincronizată, fără alunecare.
③ Metoda de control: pentru a obține o funcționare eficientă, se utilizează de obicei controlul orientat pe câmp-(FOC) sau controlul direct al cuplului (DTC). Prin detectarea poziției rotorului, curentul statorului este decuplat în componenta de excitație care generează câmpul magnetic și componenta de cuplu care generează cuplul, care sunt controlate separat, realizând performanțe de reglare a vitezei similare cu un motor de curent continuu.
