12: Motores de imán permanente “CC sin escobillas”

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James Kirtley
Massachusetts Institute of Technology via MIT OpenCourseWare

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Este capítulo es una breve introducción a la evaluación del diseño de motores de imanes permanentes, con un ojo hacia las aplicaciones de servo y accionamiento. Se organiza de la siguiente manera: Primero, describimos tres disposiciones geométricas diferentes para motores de imanes permanentes:

Imanes montados en superficie, estator convencional,
Imanes montados en superficie, devanado del estator de espacio de aire y
Imanes Internos (Concentración de Flujo).

Después de una discusión cualitativa de estas geometrías, discutiremos los parámetros elementales de calificación de la máquina y mostraremos cómo llegar a una clasificación y cómo estimar el par y la capacidad de potencia vs. velocidad del motor. Luego discutiremos cómo se puede usar la geometría de la máquina para estimar tanto los parámetros de calificación elementales como los parámetros utilizados para hacer estimaciones más detalladas del rendimiento de la máquina.

Algunas de las derivaciones matemáticas más involucradas están contenidas en los apéndices de esta nota.

12.1: Morfologías motoras
Hay, por supuesto, muchas formas de construir motores de imán permanente, pero consideraremos solo algunas en esta nota.
12.2: Clasificación de orden cero
Al determinar la calificación de una máquina, podemos considerar dos conjuntos separados de parámetros. El primer conjunto, los parámetros de clasificación elementales, consisten en las inductancias de la máquina, el enlace de flujo interno y la resistencia del estator. A partir de estas y algunas suposiciones sobre la velocidad base y máxima es posible obtener una primera estimación de la calificación y rendimiento del motor. Las estimaciones de desempeño más detalladas, incluida la eficiencia en la operación sostenida, requieren la estimación de otros parámetros.
12.3: Estimación de parámetros
Ahora estamos a punto de estimar los principales parámetros de los motores.
12.4: Corriente nominal y resistencia
La última parte de la clasificación de la máquina es su capacidad actual. Esto está fuertemente influenciado por los métodos de enfriamiento, ya que el límite principal de corriente es el calentamiento producido por disipación resistiva. Generalmente, es posible hacer estimaciones de diseño de primer orden asumiendo una densidad de corriente que puede ser manejada por un esquema de enfriamiento particular.
12.5: Apéndice 1 - Inductancia del devanado de entrehierro
12.6: Apéndice 2- Análisis de campo de imanes permanentes
12.7: Maquetación