Pourquoi le rendement des moteurs synchrones à aimants permanents (PMSM) est-il plus élevé ?

Un moteur synchrone à aimant permanent (PMSM) est principalement composé de composants de stator, de rotor et de boîtier. Semblable aux moteurs à courant alternatif ordinaires, le noyau du stator adopte une structure laminée pour réduire la perte de fer causée par les courants de Foucault et les effets d'hystérésis pendant le fonctionnement du moteur ; les enroulements sont généralement également d'une structure symétrique triphasée, la principale différence résidant dans la sélection des paramètres. La partie rotor se présente sous diverses formes, notamment des rotors à aimants permanents avec cages d'écureuil de démarrage, ainsi que des rotors à aimants permanents intérieurs (IPM) et des rotors à aimants permanents montés en surface (SPM). Le noyau du rotor peut être transformé en une structure solide ou assemblé par tôles. Des matériaux à aimants permanents sont montés sur le rotor, communément appelés acier magnétique dans l'industrie.

Pendant le fonctionnement normal d'un moteur à aimant permanent, le champ magnétique du rotor et du stator sont dans un état synchrone. Il n'y a pas de courant induit dans la partie du rotor, ce qui n'entraîne aucune perte de cuivre du rotor, aucune perte par hystérésis ou perte par courants de Foucault, et le problème de génération de chaleur provoquée par la perte du rotor n'est donc pas un problème. Généralement, les moteurs à aimants permanents sont alimentés par des convertisseurs de fréquence dédiés et disposent intrinsèquement d'une capacité de démarrage progressif. De plus, les moteurs à aimants permanents sont un type de moteur synchrone qui conserve la caractéristique des moteurs synchrones selon laquelle le facteur de puissance peut être ajusté en contrôlant l'intensité d'excitation, de sorte que le facteur de puissance peut être conçu pour répondre à des valeurs spécifiées.

Du point de vue des performances de démarrage, étant donné que les moteurs à aimants permanents sont en fait démarrés par des alimentations à fréquence variable ou par des convertisseurs de fréquence prenant en charge, leur processus de démarrage peut être facilement réalisé. Semblable au mode de démarrage des moteurs à fréquence variable, cette conception évite les défauts de démarrage des moteurs asynchrones à cage d'écureuil ordinaires. En résumé, les moteurs à aimants permanents peuvent atteindre un rendement élevé et un facteur de puissance élevé avec une structure très simple, ce qui les a rendus extrêmement populaires sur le marché au cours de la dernière décennie. Cependant, l’échec de la démagnétisation est un problème inévitable pour les moteurs à aimants permanents. Lorsque le courant est excessif ou que la température est trop élevée, la température des enroulements du moteur augmentera rapidement en peu de temps, le courant augmentera fortement et les aimants permanents se démagnétiseront rapidement. Dans le système de contrôle des moteurs à aimants permanents, des dispositifs de protection contre les surintensités sont installés pour éviter l'épuisement des enroulements du stator du moteur, mais la démagnétisation et l'arrêt de l'équipement provoqués par une surintensité restent inévitables. Par rapport à d’autres types de moteurs, l’application des moteurs à aimants permanents sur le marché n’est pas encore répandue. Il existe encore des angles morts techniques inconnus, tant pour les constructeurs de moteurs que pour les utilisateurs, notamment en ce qui concerne l'adéquation avec les variateurs de fréquence. Cette inadéquation conduit souvent à une grave incohérence entre les valeurs de conception et les données de test, qui doivent être vérifiées à plusieurs reprises par des tests.