Principio di funzionamento
Un motore sincrono a magneti permanenti ha i magneti incollati o annegati nel rotore e un avvolgimento trifase distribuito nello statore. La corrente statorica crea un campo magnetico rotante e i magneti del rotore vi si agganciano seguendolo esattamente. A differenza del motore a induzione non c'è scorrimento: l'albero gira esattamente alla velocità di sincronismo, fissata solo da frequenza e numero di poli, qualunque sia il carico — fino al punto in cui il motore perde il sincronismo.
Angolo di carico e coppia di rovesciamento
La coppia in una macchina sincrona nasce dallo sfasamento angolare fra campo statorico e magneti rotorici, detto angolo di carico. Aumentando il carico il rotore resta un po' più indietro rispetto al campo, l'angolo cresce e con esso la coppia. Il massimo si ha a 90 gradi elettrici: quel valore è la coppia di rovesciamento. Chiedendo di più, il rotore esce dal passo, la coppia crolla e la macchina si arresta anziché rallentare dolcemente.
Deflussaggio sopra la velocità base
Sotto la frequenza nominale l'azionamento mantiene costante il rapporto volt/hertz, così il flusso al traferro e quindi la coppia disponibile restano costanti. Quando all'inverter finisce la tensione, il flusso deve calare al crescere della frequenza. Questa zona di deflussaggio dà più velocità con meno coppia, esattamente il comportamento a potenza costante che serve a una trazione. Nel simulatore la coppia di rovesciamento si riduce spingendo la frequenza oltre il valore di targa.
PMSM rispetto al BLDC e applicazioni
PMSM e BLDC sono fisicamente molto simili; la differenza sta nella forma d'onda della f.c.e.m. e nella strategia di pilotaggio. Il PMSM ha f.c.e.m. sinusoidale ed è alimentato con corrente sinusoidale sotto controllo ad orientamento di campo, il che dà bassissima ondulazione di coppia e funzionamento silenzioso. Per questo è la macchina d'elezione per la trazione elettrica, gli assi servo, la robotica, i compressori di climatizzazione ad alta efficienza e gli ascensori.