SPM

Un moteur à aimants permanents en surface est une machine électrique où des aimants en ferrite ou en terres rares sont collés ou fixés mécaniquement à la surface extérieure d'un rotor cylindrique. Contrairement aux conceptions à aimants enterrés, les aimants sont exposés au champ magnétique du stator avec un minimum de fer entre eux et l'entrefer. Cette configuration est courante dans les moteurs de faible puissance et de plus en plus dans les applications à entraînement direct où une densité de couple élevée est importante.

Les SPM sont privilégiés pour leur simplicité et leur faible coût de fabrication par rapport aux moteurs à aimants permanents enterrés. Les aimants, généralement en néodyme ou en samarium-cobalt, peuvent être collés à l'époxy ou maintenus par des clips mécaniques et des manchons thermorétractables. Le stator reste un empilement laminé conventionnel avec des bobines enroulées. Le couple est généré par l'interaction entre le champ magnétique permanent et le courant dans les enroulements du stator, ce qui fait de ces moteurs des machines synchrones lorsqu'ils sont commutés électroniquement par un contrôleur.

Performance et limites

Les SPM produisent un couple régulier et fonctionnent à vitesse constante pour une fréquence d'alimentation donnée, ce qui les rend efficaces et silencieux par rapport aux conceptions à commutation par balais. Ils sont largement utilisés dans les ventilateurs, les pompes, les compresseurs et les broches à fréquence variable. Cependant, les aimants exposés au champ du stator subissent des forces de traction radiales; la rétention mécanique est essentielle pour éviter la démagnétisation ou la défaillance mécanique lors d'un fonctionnement à grande vitesse. L'élévation de température dans les aimants réduit leur rémanence, de sorte que la gestion thermique est importante dans les applications à service continu.

Le terme surface distingue cette conception des moteurs à aimants permanents intérieurs, où les aimants sont intégrés dans les tôles du rotor. Le montage en surface simplifie l'assemblage et facilite le remplacement des aimants, mais l'inconvénient est un couple de réluctance plus faible et un risque de démagnétisation plus élevé en cas de défaut. Le contrôle des SPM nécessite la connaissance de leurs propriétés électriques, en particulier la force contre-électromotrice et l'inductance, pour obtenir un contrôle vectoriel stable.

Les SPM dominent les marchés des appareils électroménagers de faible puissance et du CVC, où le coût et la production en volume favorisent leur simplicité. Dans les applications de servomoteurs industriels et de traction, les conceptions à aimants enterrés sont souvent préférées pour leur résistance structurelle et leur résistance à la démagnétisation. Le choix entre le montage en surface et le montage enterré dépend de la vitesse, du cycle de service, des limites thermiques et du volume de fabrication.