Quali sono gli aspetti principali delle prestazioni eccellenti dei motori a magneti permanenti? Non ci sono svantaggi?

Quali sono gli aspetti principali delle prestazioni eccellenti dei motori a magneti permanenti? Non ci sono svantaggi?

Rispetto ai normali motori asincroni trifase, i motori sincroni a magneti permanenti presentano i vantaggi di un'elevata coppia di avviamento, un breve tempo di avviamento e un'elevata capacità di sovraccarico.

Possono ridurre la capacità installata dei motori delle apparecchiature in base alla potenza effettiva dell'albero, risparmiando energia e riducendo allo stesso tempo gli investimenti in immobilizzazioni.

Relativamente parlando, i motori sincroni a magneti permanenti sono facili da controllare, con la velocità determinata solo dalla frequenza.

Funzionano in modo fluido e affidabile senza essere influenzati dalle fluttuazioni di carico o di tensione.

Grazie alla rigorosa sincronizzazione della velocità del motore sincrono a magnete permanente, ha buone prestazioni di risposta dinamica ed è più adatto per il controllo della frequenza variabile.

I vantaggi dei motori sincroni a magneti permanenti risiedono nelle perdite e nell'aumento di temperatura ridotti, nonché nell'elevato fattore di potenza e nell'efficienza.

Questo è esattamente ciò che le persone perseguono in termini di prestazioni del motore, che determina lo stato di applicazione sul mercato dei motori a magneti permanenti.

Perché i motori a magneti permanenti hanno basse perdite e un basso aumento della temperatura?

Poiché il campo magnetico del motore sincrono a magnete permanente è generato dal magnete permanente, si evitano perdite di eccitazione causate dalla generazione di un campo magnetico attraverso la corrente di eccitazione, che è ciò che chiamiamo perdite nel rame.

Quando il motore è in funzione, nel rotore non circola corrente, riducendo significativamente l'aumento della temperatura del motore.

Secondo statistiche incomplete, in condizioni di carico simili, l’aumento della temperatura può essere ridotto di circa 20K.

Elevato fattore di potenza ed alta efficienza del motore sincrono a magneti permanenti.

Rispetto ai motori asincroni, i motori sincroni a magneti permanenti hanno valori di efficienza molto più elevati con carichi leggeri.

Hanno un'ampia gamma di funzionamento efficiente e la loro efficienza è superiore al 90% nell'intervallo di carico compreso tra il 25% e il 120%.

L'efficienza nominale dei motori sincroni a magneti permanenti può soddisfare i requisiti di efficienza energetica di livello 1 degli attuali standard nazionali, che rappresenta il loro più grande vantaggio rispetto ai motori asincroni in termini di risparmio energetico.

Nel funzionamento reale, i motori raramente funzionano a piena potenza durante la guida di carichi.

Le ragioni sono molteplici: da un lato, durante la scelta del motore, i progettisti generalmente determinano la potenza del motore in base alle condizioni operative estreme del carico. Tuttavia, queste condizioni estreme si verificano molto raramente. Inoltre, per evitare che il motore si bruci in condizioni anomale, i progettisti forniscono anche un margine di potenza aggiuntivo per il motore durante la progettazione.

D'altro canto, i produttori di motori solitamente lasciano un certo margine di potenza oltre quello richiesto dagli utenti per garantire l'affidabilità. Di conseguenza, nella pratica la maggior parte dei motori operativi funziona al di sotto del 70% della potenza nominale, soprattutto quando si azionano carichi di ventole o pompe dove normalmente funzionano in regioni con carico leggero.

Per i motori asincroni, la loro efficienza è molto bassa con carichi leggeri; tuttavia, i motori sincroni a magneti permanenti possono comunque mantenere un'elevata efficienza anche in condizioni di carico leggero.

I motori sincroni a magneti permanenti hanno un fattore di potenza elevato, indipendente dalla potenza nominale del motore. Quando funziona a pieno carico, il fattore di potenza del motore è vicino a 1. Rispetto ai motori asincroni, ciò si traduce in correnti del motore inferiori e perdite di rame nello statore inferiori, con conseguente maggiore efficienza.

D'altra parte, all'aumentare della potenza nominale dei motori asincroni, i loro fattori di potenza diminuiscono.

Inoltre, a causa dell'elevato fattore di potenza dei motori sincroni a magneti permanenti, teoricamente è possibile ridurre la capacità dell'alimentatore associato (trasformatore), nonché diminuire le specifiche per i quadri e i cavi associati.

Svantaggi dei motori sincroni a magneti permanenti

Anche i motori sincroni a magneti permanenti presentano i loro svantaggi, quali: la corrente di avviamento dei motori sincroni a magneti permanenti è circa 9 volte quella dei motori asincroni; i motori sincroni a magneti permanenti non possono essere avviati mediante riduzione della tensione.

Perché in condizioni di alimentazione con riduzione di tensione, la sua coppia di avviamento asincrono diminuisce più di quella dei motori asincroni, il che causerà difficoltà di avviamento.

Esistono differenze significative nelle caratteristiche di autoavviamento e nella corrente di feedback durante il cortocircuito del sistema tra i diversi produttori di apparecchiature per motori sincroni a magneti permanenti e, a causa della difficoltà nell'ottenere dati rilevanti, l'applicazione di motori sincroni a magneti permanenti comporterà alcuni fattori incerti al livello di cortocircuito e verifica del calcolo di avviamento dei sistemi di alimentazione.