By
Moteurs à aimant permanent permettent d'économiser l'utilisation du courant d'excitation réactif, contrairement aux moteurs à induction. C'est un plus en termes d'efficacité puisque le moteur n'a pas besoin d'utiliser d'énergie pour fournir un champ magnétique.
Le facteur de puissance des moteurs à aimant permanent est amélioré grâce à l'élimination du courant d'excitation réactif. Cela implique que le moteur peut convertir davantage de puissance électrique d'entrée en puissance mécanique, ce qui est une mesure d'efficacité plus élevée.
Les moteurs à aimant permanent n'ayant pas de courant d'excitation, le courant statorique des moteurs à aimant permanent est très faible. Un faible courant réduit les pertes dans les enroulements du stator et augmente l'efficacité de l'ensemble du moteur.
Les moteurs à aimant permanent n'ont pas d'enroulements de rotor et ne présentent donc aucune perte due à la résistance des enroulements. Ce mécanisme de perte se produit dans les moteurs à induction en raison du flux de courant à travers les enroulements du rotor, mais les moteurs à aimant permanent évitent complètement ce phénomène.
Les moteurs à aimant permanent étant plus efficaces et générant moins de chaleur, le besoin de refroidissement, comme les ventilateurs, diminue. Cela permet de réduire les pertes par frottement dues au vent, améliorant encore le rendement du moteur.
En règle générale, les moteurs à aimant permanent ont un rendement supérieur de 10 à 15 points de pourcentage à celui des moteurs à induction comparables. Cela est dû aux pertes globalement plus faibles dues à la conception du moteur.
Les moteurs synchrones à aimants permanents ont conservé un rendement élevé et un facteur de puissance dans une large plage allant de 25 % à 120 % de la charge nominale. Ils sont particulièrement efficaces pendant le fonctionnement à faible charge car ils restent efficaces.
Les aimants montés en surface sont montés sur la surface extérieure du rotor. La construction est simple et peu coûteuse ; cependant, son efficacité peut être moindre à grande vitesse en raison des forces centrifuges élevées.
Les aimants permanents intégrés ou internes sont intégrés à l'intérieur du rotor. Le type intégré a une meilleure intégrité mécanique et peut fonctionner à des vitesses plus élevées plus efficacement.
Dans les structures radiales, le flux magnétique est dirigé du rotor vers le stator de manière radiale. Il s'agit peut-être de la configuration la plus courante et la plus simple.
Les structures tangentielles permettent de diriger le flux magnétique de manière tangentielle. Cela permet d'obtenir une plus grande zone d'excitation, d'où l'adéquation aux moteurs multipolaires nécessitant un couple élevé.
Les structures hybrides combinent les caractéristiques des conceptions radiales et tangentielles pour optimiser les performances pour des applications spécifiques. Ceux-ci sont moins courants en raison de leur complexité.
Une structure multipolaire est utilisée pour réduire la vitesse synchrone nominale en augmentant le nombre de pôles. Cela permet d'obtenir un couple élevé à basse vitesse, ce qui est bénéfique pour les applications à entraînement direct.
La conception du moteur, ainsi qu'un nombre approprié de pôles et de dispositions d'aimants, doivent être optimisés pour chaque application afin de garantir qu'un couple élevé à basse vitesse puisse être atteint sans courants d'onduleur excessifs.
La fréquence de sortie de l'onduleur SPWM doit être généralement bien supérieure à 25 Hz pour obtenir une plage de réglage linéaire raisonnable dans le système d'entraînement.
La vitesse synchrone nominale du moteur doit être faible car la caractéristique de sortie de l'onduleur doit correspondre à la caractéristique du moteur, ce qui fait qu'un courant d'onduleur élevé n'est pas nécessaire et minimise les coûts et les pertes du système.
Un aimant permanent doit fournir un champ magnétique suffisamment puissant. La taille et la disposition de l'aimant sont optimisées pour répondre aux exigences de couple.
Cette structure est particulièrement adaptée aux moteurs multipolaires car la structure tangentielle peut offrir à chaque pôle une plus grande zone d'excitation pour fournir les champs magnétiques puissants nécessaires à un couple de sortie élevé.
Pour la sélection de l'adaptation pôle-encoche, dans le cas de l'application d'enroulements à encoches fractionnaires, le nombre d'encoches par pôle par phase Q doit être inférieur à 1. Cela offre certains avantages en termes de performances du moteur.
Les enroulements à fentes fractionnaires réduisent l'amplitude du couple d'engrenage, réduisant ainsi les pulsations de couple et offrant une plus grande douceur du moteur.
En réduisant le couple d'engrenage, les enroulements à fentes fractionnaires augmentent la précision de la régulation de la vitesse, rendant ainsi le fonctionnement du moteur plus précis.
Le fonctionnement fluide dû aux enroulements à fentes fractionnaires entraîne des niveaux de vibrations et de bruit plus faibles, donc un moteur plus silencieux.
Les enroulements à fentes fractionnaires améliorent la distribution de l'enroulement qui agit pour améliorer la nature sinusoïdale de la force contre-électromotrice induite du moteur, EMF.
Une force électromotrice sinusoïdale plus douce contribuera aux performances globales du moteur en termes de moindre distorsion harmonique et de douceur de fonctionnement.
L'utilisation de fentes de taille réduite dans le stator augmente efficacement la zone d'utilisation, permettant ainsi une utilisation efficace du matériau du stator.
La longueur de l'extrémité de la bobine est réduite dans le cas d'enroulements à fentes fractionnaires, ce qui diminue la consommation de cuivre et réduit les pertes résistives.
Le pas du moteur est de 1 : chaque bobine est enroulée sur une dent, ce qui facilite l'enroulement et améliore en même temps l'efficacité du moteur.
Cette conception réduit la circonférence et la longueur d'extension de la bobine, contribuant ainsi à réduire les pertes de cuivre et à améliorer l'efficacité.
Les enroulements à fentes fractionnaires contribuent à réduire les pertes de cuivre puisque la longueur de l'enroulement est minimisée et moins de cuivre est utilisé, améliorant ainsi l'efficacité globale du moteur.
Cela rend les enroulements à fentes fractionnaires moins chers à produire que les enroulements à fentes intégrales tandis que le moteur fonctionne avec une meilleure efficacité.
ENNENG est l’un des principaux fabricants de moteurs à entraînement direct à aimant permanent sur le marché mondial.
ENNENG se spécialise dans le développement et la fabrication de moteurs à entraînement direct à aimant permanent. Rotors à aimant permanent, ces moteurs ont été largement utilisés dans plusieurs domaines, notamment les mines d'or, les mines de charbon, les usines de pneus, les puits de pétrole et les usines de traitement des eaux. Les avantages des moteurs à entraînement direct à aimant permanent sont qu'ils ont annulé le réducteur dans les systèmes de moteurs traditionnels. Les avantages sont un très faible bruit mécanique, de faibles vibrations et un faible taux de défaillance. Ceux-ci ont un moteur à haut rendement de 93 à 97 % avec un facteur de puissance allant jusqu'à 0.99 pour des économies d'énergie et une augmentation de la puissance active au sein du système. Par rapport aux moteurs traditionnels avec réducteurs de vitesse, les moteurs à entraînement direct à aimant permanent ont une efficacité de transmission plus élevée tout en nécessitant moins d'entretien. En raison de leur conception compacte et de leurs performances fiables, les moteurs sont idéaux pour les domaines d'application à faible vitesse et à haute puissance.
