Els motors d'imants permanents s'utilitzen àmpliament en l'automatització industrial, els vehicles d'energia nova i els electrodomèstics a causa de la seva alta eficiència, alta densitat de potència i excel·lent rendiment de control. Tanmateix, per aprofitar al màxim els seus avantatges, s'han de dominar diverses tècniques clau.
1. Disseny òptim del circuit magnètic
La densitat de parell d'un motor d'imant permanent està estretament relacionada amb el disseny del circuit magnètic. Quan s'utilitzen imants permanents de -neodimi ferro-bor (NdFeB) o samari cobalt (SmCo) d'alt rendiment, la forma del pol i la longitud de l'entrefer s'han de dissenyar amb cura per reduir les fuites de flux magnètic i maximitzar la utilització del flux. A més, per evitar la saturació del circuit magnètic, es pot utilitzar l'anàlisi d'elements finits (FEA) per optimitzar la disposició dels pols i assegurar una distribució uniforme del camp magnètic.
2. Gestió de la temperatura
Els materials d'imants permanents són propensos a la desmagnetització irreversible a altes temperatures, cosa que fa que el disseny de dissipació de calor sigui crucial. L'ús de làmines d'acer de silici d'alta-conductivitat tèrmica-, l'optimització de la disposició de bobinatge i la combinació d'aire forçat o sistemes de refrigeració líquida poden reduir eficaçment l'augment de la temperatura. A més, escollir imants permanents resistents a altes-temperatura- (com ara SmCo) és adequat per utilitzar-los en entorns extrems.
3. Optimització de l'estratègia de control
El control vectorial focal (FOC) i el control directe del parell (DTC) són clau per a un funcionament eficient del motor d'imants permanents. Ajustant amb precisió la fase i l'amplitud actuals, la sortida del parell es pot maximitzar alhora que es minimitzen les pèrdues. La tecnologia de control de-afebliment del camp pot ampliar el rang d'operació d'alta-velocitat, però això requereix un equilibri entre l'eficiència i la resposta dinàmica.
4. Reducció del parell de torsió i ondulació del parell
L'engranatge pot provocar vibracions i sorolls, que es poden suprimir utilitzant bobinatges-de ranura esbiaixats o fraccionats o optimitzant el perfil de la dent de l'estator. A més, l'ús de la modulació PWM i l'optimització de la freqüència de commutació de l'inversor pot reduir la ondulació del parell i millorar la suavitat de funcionament.
5. Selecció de material i procés
L'ús de la tecnologia de cable pla per als bobinatges de l'estator augmenta el factor d'ompliment de la ranura i redueix les pèrdues de coure. El disseny de l'estructura del rotor (p. ex., muntatge intern o de superfície-) afecta la trajectòria del flux magnètic i la resistència mecànica. Durant la fabricació, es mantenen estrictes toleràncies de muntatge per garantir un espai d'aire uniforme i evitar vibracions durant el funcionament.
Dominar aquestes tècniques pot millorar significativament el rendiment i la fiabilitat dels motors d'imants permanents, complint els requisits d'aplicacions d'alta eficiència i baix soroll.
