Par administrateur
Démagnétisation en Moteurs synchrones à aimants permanents (PMSM) désigne la réduction ou la perte de magnétisme dans les aimants permanents du moteur. Ce phénomène peut avoir un impact significatif sur les performances et l'efficacité des PMSM, entraînant une diminution du couple de sortie, une augmentation de la consommation d'énergie et une défaillance potentielle du moteur. Il est essentiel de comprendre les implications de la démagnétisation pour maintenir une fonction motrice et une longévité optimales.
La dégradation de la température est l'une des principales causes de démagnétisation des PMSM. Le fonctionnement à haute température peut entraîner une perte de magnétisme des aimants permanents. La situation ci-dessus est vraie pour les aimants ayant une température de Curie plus basse, de telle sorte qu'une température élevée peut induire une perte irréversible du magnétisme.
Les surintensités peuvent conduire à ce que le matériau magnétique atteigne un niveau de saturation et se démagnétise. Lorsque le champ magnétique dépasse ce que le matériau peut supporter en tant que magnétisme, il entraîne une perte de densité de flux magnétique, ce qui affecte le fonctionnement du moteur.
Les champs magnétiques externes peuvent se coupler au champ magnétique interne du PMSM. La réorientation du domaine magnétique des aimants avec couplage au champ magnétique interne provoque une démagnétisation partielle ou complète au fil du temps.
La démagnétisation des PMSM peut résulter du vieillissement et de la fatigue du matériau au fil du temps. Les cycles thermiques et les contraintes mécaniques dues à une utilisation répétée détériorent les propriétés magnétiques, réduisant ainsi l'efficacité et l'efficience globales.
Le choix d'un aimant permanent performant doit être fait pour éviter les risques de démagnétisation. Les aimants en néodyme-fer-bore (NdFeB) sont plus puissants magnétiquement que les aimants en ferrite, mais plus sujets à la dégradation thermique. Les aimants en ferrite sont plus stables en température, mais moins puissants magnétiquement.
Utilisez des aimants résistants à la température pour éviter la démagnétisation due à la température. La résistance à haute température est maintenue dans les aimants sans perte de magnétisme substantiel, ce qui garantit des performances fiables du moteur dans des conditions variées.
Les nouvelles technologies de revêtement permettent d'augmenter la résistance et l'intégrité des aimants permanents dans des conditions environnementales de démagnétisation. Elles utilisent des revêtements de type époxy ou nickelé comme barrières protectrices contre la corrosion et l'usure mécanique.
La minimisation de la conception du circuit magnétique est extrêmement importante pour la stabilité du flux PMSM. Des circuits correctement conçus permettent une distribution de champ maximale, avec une saturation localisée minimale et une meilleure efficacité globale du moteur.
Les canaux de ventilation sur les rotors servent à créer des dispositions pour l'évacuation de la chaleur générée par le fonctionnement des moteurs. Les passages aident à permettre la circulation de l'air à travers les pièces délicates pour une meilleure température et des risques liés à la détérioration thermique.
Le choix entre le refroidissement par air et le refroidissement par liquide est un choix spécifique à l'application. Le refroidissement par liquide permet une meilleure évacuation de la chaleur que le refroidissement par air, mais il entraîne une complexité et des dépenses supplémentaires par rapport aux systèmes de refroidissement par air.
L'ajout de capteurs de température aux PMSM permet d'introduire une fonctionnalité de surveillance en temps réel. Les capteurs permettent une détection précise des conditions de surchauffe, ce qui permet d'intervenir avant que des dommages mortels ne soient causés.
Les algorithmes de déclassement thermique assurent un contrôle du moteur en fonction de la température réelle. Grâce à la limitation dynamique de la puissance de sortie à haute température, les algorithmes empêchent la démagnétisation due à la surchauffe.
L'optimisation FOC implique la minimisation du courant sur l'axe d lors de la réalisation des opérations d'affaiblissement du flux afin de ne pas surchauffer excessivement les moteurs et de réduire les contraintes sur les aimants permanents, d'où leur conservation à long terme des propriétés magnétiques.
Les méthodes de contrôle prédictif du modèle (MPC) répartissent uniformément les pertes dans les composants du moteur pour éviter un échauffement localisé qui entraîne une augmentation des tendances à la démagnétisation.
Le contrôle dynamique du couple et du courant assure l'équilibrage de la charge dans les moteurs PMSM. En évitant les demandes brusques de courant ou de couple, la méthode offre des conditions de fonctionnement stables, bénéfiques pour la santé durable de l'aimant.
La configuration du rotor est un facteur crucial pour éviter la démagnétisation des PMSM. Des topologies d'aimants à double couche et en forme de V ont été développées pour rendre le rotor extrêmement résistant. Les deux configurations offrent un couplage magnétique amélioré et un flux de fuite réduit, ce qui permet d'égaliser le champ magnétique dans le moteur. Les deux configurations optimisent les forces magnétiques de manière à ce qu'elles soient réparties uniformément sans concentration de contrainte, ce qui entraîne une démagnétisation.
L'optimisation de l'épaisseur de l'aimant est un autre aspect essentiel de la conception du rotor. Les aimants plus épais ont une charge thermique et des contraintes plus importantes et sont également moins sujets à la démagnétisation. Cependant, une épaisseur trop importante augmentera le poids et l'inertie, affectant la dynamique du moteur. Un équilibre entre l'épaisseur de l'aimant et l'efficacité du moteur est donc nécessaire pour améliorer la résistance à la démagnétisation sans réduire l'efficacité.
Les blindages anti-démagnétisation intégrés dans les concepts de conception des moteurs sont extrêmement utiles pour démagnétiser les aimants permanents en raison de conditions externes indésirables. Le placement stratégique des blindages permet de protéger les aimants des champs magnétiques externes et des contraintes mécaniques qui pourraient affecter leurs performances. La séparation physique des aimants et des zones d'interférence potentielles par de tels blindages est responsable du maintien de l'intégrité des aimants et des propriétés magnétiques nécessaires qui sont cruciales pour les performances satisfaisantes des moteurs.
Deux des principales causes de démagnétisation des PMSM sont les vibrations et les contraintes mécaniques. L'installation de systèmes d'amortissement des vibrations tels que des supports ou des amortisseurs en élastomère élimine les vibrations couplées aux éléments du moteur. L'installation d'appareils de soulagement des contraintes tels que des accouplements flexibles ou des éléments souples dans la structure du moteur répartit également les charges mécaniques de manière plus uniforme dans la structure. Ces deux mesures éliminent la propension à la fatigue mécanique conduisant à la démagnétisation.
L'intégration de systèmes de diagnostic des pannes en temps réel améliore la maintenance opérationnelle car elle permet d'identifier rapidement les pannes possibles dans les PMSM. Les systèmes utilisent des capteurs et des algorithmes de diagnostic avancés pour surveiller des paramètres clés tels que la température, les vibrations et les courants. En détectant les anomalies en temps réel, les opérateurs peuvent passer à March avant que les conditions ne s'aggravent et ne provoquent des pannes graves provoquant une démagnétisation.
Des politiques de maintenance préventive doivent être mises en place afin d'obtenir une fiabilité à long terme des PMSM. Les inspections d'entretien préventif et les inspections régulières permettent de déterminer les composants d'usure qui, s'ils sont négligés, entraînent une démagnétisation. Le nettoyage des systèmes de refroidissement, la vérification des contacts électriques et la vérification de l'alignement des pièces mobiles doivent être effectués lors de la maintenance. La maintenance périodique permet aux opérateurs d'atteindre la durée de vie maximale réalisable des PMSM tout en minimisant les risques de démagnétisation.
ENNENG fournit des solutions PMSM personnalisées pour un couple, une efficacité et une résistance à la démagnétisation améliorés. Moteurs ENNENG disposent de barrières anti-démagnétisation et d'amortissement des vibrations pour un fonctionnement silencieux. Soutenu par une surveillance en temps réel et une maintenance prédictive, ENNENG garantit des moteurs performants et fiables avec une innovation soutenue par la recherche et le développement continu.
