Principio de funcionamiento
Un motor síncrono de imanes permanentes lleva los imanes pegados o embebidos en el rotor y un devanado trifásico distribuido en el estátor. La corriente estatórica crea un campo magnético giratorio y los imanes del rotor se enganchan a él y lo siguen exactamente. A diferencia del motor de inducción no hay deslizamiento: el eje gira justo a la velocidad síncrona, fijada solo por la frecuencia y el número de polos, sea cual sea la carga, hasta el punto en que el motor pierde el sincronismo.
Ángulo de carga y par de desenganche
El par de una máquina síncrona se produce por el desfase angular entre el campo del estátor y los imanes del rotor, conocido como ángulo de carga. Al añadir carga el rotor se retrasa un poco más, el ángulo crece y el par sube con él. El máximo se alcanza a 90 grados eléctricos: ese valor es el par de desenganche. Si se exige más, el rotor pierde el paso, el par se desploma y la máquina se cala en lugar de frenarse suavemente.
Debilitamiento de campo por encima de la velocidad base
Por debajo de la frecuencia nominal el variador mantiene constante la relación voltios/hercio, de modo que el flujo en el entrehierro, y con él el par disponible, permanecen constantes. Cuando al inversor se le acaba la tensión, el flujo debe caer conforme sube la frecuencia. Esta zona de debilitamiento de campo da más velocidad con menos par, que es exactamente el comportamiento a potencia constante que busca una tracción. En el simulador verá reducirse el par de desenganche al superar la frecuencia de placa.
PMSM frente a BLDC y aplicaciones
Un PMSM y un BLDC son físicamente muy parecidos; la diferencia está en la forma de la contraelectromotriz y en la estrategia de control. El PMSM tiene contraelectromotriz senoidal y se alimenta con corriente senoidal bajo control vectorial, lo que da un rizado de par muy bajo y funcionamiento silencioso. Por eso es la máquina elegida para tracción de vehículos eléctricos, ejes servo, robótica, compresores de climatización de alta eficiencia y ascensores.