No campo da tecnologia de motores, motores de ímã permanente e motores síncronos são dois conceitos frequentemente discutidos em relação um ao outro, e muitas pessoas se perguntam se são completamente equivalentes. Na verdade, nem todos os motores síncronos são motores de ímã permanente, mas todos os motores de ímã permanente são motores síncronos. A relação entre os dois precisa ser definida de forma abrangente com base nos critérios de classificação do motor, princípios operacionais e cenários de aplicação prática.
Para esclarecer esta relação, primeiro é necessário especificar os principais padrões de classificação para os dois tipos de motores. Um motor de ímã permanente é um tipo de motor classificado por seu método de excitação. Sua principal característica é o uso de ímãs permanentes (como neodímio-ferro-boro, samário-cobalto e outros materiais magnéticos) para substituir os enrolamentos de excitação elétrica tradicionais para geração de campo magnético, eliminando a necessidade de consumo adicional de energia elétrica para produzir excitação. Em contraste, um motor síncrono é classificado pela sua característica de velocidade, referindo-se a um motor onde a velocidade do rotor é sempre consistente com a velocidade síncrona do campo magnético rotativo do estator. A fórmula de cálculo para velocidade síncrona é n₁ = 60f/p (onde
n₁ é a velocidade síncrona, f é a frequência da fonte de alimentação e p é o número de pares de pólos do motor).
motores síncronos, nomeadamente motores síncronos de íman permanente (PMSM). Seu princípio de funcionamento é essencialmente diferente daquele dos motores assíncronos: o campo magnético gerado pelos ímãs permanentes no rotor interage com o campo magnético rotativo produzido pela corrente nos enrolamentos do estator, fazendo com que o rotor gire na velocidade do campo magnético giratório, ou seja, a velocidade síncrona. Em contraste, a velocidade de rotação de um motor assíncrono deve ser inferior à velocidade síncrona para induzir corrente eléctrica nos condutores fechados do rotor, estabelecendo assim um campo magnético induzido pelo rotor. Este campo magnético induzido interage então com o campo magnético rotativo gerado pela corrente do enrolamento do estator para impulsionar a rotação do rotor.
Os campos magnéticos do estator e do rotor dos motores síncronos giram de forma síncrona, enquanto a velocidade do rotor dos motores assíncronos é inferior à velocidade síncrona e a velocidade dos motores síncronos de ímã permanente é estritamente igual à velocidade síncrona. Graças às suas vantagens de alta eficiência, alta densidade de potência e precisão de controle de alta velocidade, os motores síncronos de ímã permanente são amplamente utilizados em cenários com requisitos de desempenho rigorosos, como novos sistemas de acionamento de veículos de energia, equipamentos servo industriais, máquinas-ferramentas de precisão e aparelhos domésticos de frequência variável.
No entanto, os motores síncronos de ímã permanente de partida em linha (LSPMSMs), que estão gradualmente desaparecendo do mercado de motores de ímã permanente, têm ímãs permanentes incorporados em seus rotores, mas mantêm a característica central dos motores assíncronos em seu projeto – o estado de operação assíncrona antes de entrar em sincronização. Esses motores não requerem suporte a conversores de frequência dedicados e podem substituir diretamente dispositivos de acionamento alimentados por motores assíncronos.
Devido aos danos fatais aos ímãs permanentes causados pelo aquecimento do rotor durante o processo de partida, esses motores enfrentam um alto risco de desmagnetização e são incapazes de atender aos requisitos cada vez mais rigorosos de densidade de potência e confiabilidade no mercado de aplicações de motores.
Em resumo, os motores síncronos de ímã permanente (PMSMs) são um subconjunto especial de motores síncronos. Seu campo magnético de excitação é fornecido por ímãs permanentes, eliminando a necessidade de dispositivos de excitação, bem como os problemas de aquecimento e perdas associados a tais dispositivos. Consequentemente, esses motores apresentam uma estrutura simples e confiável, juntamente com alto desempenho e alta densidade de potência.
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