Princípio de funcionamento
Um motor síncrono de ímãs permanentes tem ímãs colados ou embutidos no rotor e um enrolamento trifásico distribuído no estator. A corrente do estator cria um campo magnético girante, e os ímãs do rotor se travam nele e o seguem exatamente. Diferentemente do motor de indução não há escorregamento: o eixo gira precisamente na velocidade síncrona, definida apenas pela frequência e pelo número de polos, qualquer que seja a carga — até o ponto em que o motor perde o sincronismo.
Ângulo de carga e conjugado de tombamento
O conjugado de uma máquina síncrona nasce da defasagem angular entre o campo do estator e os ímãs do rotor, conhecida como ângulo de carga. Ao adicionar carga, o rotor fica um pouco mais atrás do campo, o ângulo cresce e o conjugado sobe com ele. O máximo ocorre a 90 graus elétricos; esse valor é o conjugado de tombamento. Exija mais do que isso e o rotor sai de sincronismo, o conjugado desaba e a máquina trava em vez de desacelerar suavemente.
Enfraquecimento de campo acima da velocidade base
Abaixo da frequência nominal o inversor mantém a relação volts por hertz constante, de modo que o fluxo no entreferro e, portanto, o conjugado disponível permanecem constantes. Quando o inversor esgota a tensão, o fluxo precisa cair conforme a frequência sobe. Essa região de enfraquecimento de campo dá mais velocidade com menos conjugado, exatamente o comportamento a potência constante que uma tração precisa. No simulador o conjugado de tombamento encolhe ao ultrapassar a frequência de placa.
PMSM frente ao BLDC e aplicações
PMSM e BLDC são fisicamente muito parecidos; a diferença está na forma de onda da fcem e na estratégia de acionamento. O PMSM tem fcem senoidal e é alimentado com corrente senoidal sob controle vetorial, o que resulta em ondulação de conjugado muito baixa e operação silenciosa. Por isso é a máquina preferida em tração de veículos elétricos, eixos servo, robótica, compressores de climatização de alta eficiência e elevadores.