SPM

Un motor de imanes permanentes de superficie es una máquina eléctrica donde los imanes de ferrita o de tierras raras se pegan o se fijan mecánicamente a la superficie exterior de un rotor cilíndrico. A diferencia de los diseños de imanes enterrados, los imanes quedan expuestos al campo magnético del estator con un mínimo de hierro entre ellos y el entrehierro. Esta configuración es común en motores de potencia fraccionaria y cada vez más en aplicaciones de accionamiento directo donde la alta densidad de par es importante.

Los SPM son preferidos por su simplicidad y bajo costo de fabricación en comparación con los motores de imanes permanentes enterrados. Los imanes, generalmente de neodimio o samario-cobalto, pueden unirse con epoxi o retenerse mediante clips mecánicos y manguitos termorretráctiles. El estator sigue siendo un paquete laminado convencional con bobinas enrolladas. El par se genera por la interacción entre el campo magnético permanente y la corriente en los devanados del estator, lo que convierte a estos motores en máquinas síncronas cuando son conmutados electrónicamente por un controlador.

Rendimiento y limitaciones

Los SPM producen un par suave y funcionan a velocidad constante para una frecuencia de suministro dada, lo que los hace eficientes y silenciosos en comparación con los diseños conmutados por escobillas. Se utilizan ampliamente en ventiladores, bombas, compresores y husillos de frecuencia variable. Sin embargo, los imanes expuestos al campo del estator experimentan fuerzas de tracción radiales; la retención mecánica es fundamental para evitar la desmagnetización o la falla mecánica durante el funcionamiento a alta velocidad. El aumento de temperatura en los imanes reduce su remanencia, por lo que la gestión térmica es importante en aplicaciones de servicio continuo.

El término superficie distingue este diseño de los motores de imanes permanentes interiores, donde los imanes están incrustados dentro de las laminaciones del rotor. El montaje en superficie simplifica el ensamblaje y permite un reemplazo más fácil de los imanes, pero la desventaja es un menor par de reluctancia y un mayor riesgo de desmagnetización en condiciones de falla. El control de los SPM requiere el conocimiento de sus propiedades eléctricas, particularmente la fuerza contraelectromotriz y la inductancia, para lograr un control de campo orientado estable.

Los SPM dominan los mercados de electrodomésticos de baja potencia y HVAC, donde el costo y la producción en volumen favorecen su simplicidad. En aplicaciones industriales de servo y tracción, los diseños de imanes enterrados suelen ser preferidos por su resistencia estructural y su resistencia a la desmagnetización. La elección entre el montaje en superficie y el enterrado depende de la velocidad, el ciclo de trabajo, los límites térmicos y el volumen de fabricación.