Par rapport àmoteurs asynchrones, aimant permanentmoteurs synchronesIls présentent des avantages évidents. Ils se caractérisent par un rendement élevé, un facteur de puissance élevé, de bons indicateurs de performance, une taille compacte, un faible poids, une faible élévation de température, des performances techniques significatives et une meilleure amélioration de la qualité du réseau électrique. Ils exploitent pleinement la capacité du réseau électrique existant, réduisent les investissements et résolvent mieux le problème du « gros cheval et petite charrette » dans les équipements électriques.
01. Efficacité et facteur de puissance
Lorsque le moteur asynchrone fonctionne, l'enroulement du rotor absorbe une partie de l'énergie électrique du réseau électrique pour l'excitation, ce qui consomme l'énergie du réseau. Cette partie de l'énergie électrique est finalement consommée dans l'enroulement du rotor sous forme de chaleur. Cette perte représente environ 20 à 30 % des pertes totales du moteur, ce qui réduit son rendement. Le courant d'excitation du rotor est converti vers l'enroulement du stator sous forme de courant inductif, ce qui entraîne un retard angulaire du courant entrant dans l'enroulement du stator par rapport à la tension du réseau, ce qui entraîne une diminution du facteur de puissance du moteur. De plus, les courbes de rendement et de facteur de puissance demoteurs synchrones à aimants permanentset les moteurs asynchrones (Figure 1), on peut voir que lorsque le taux de charge (=P2/Pn) est
Une fois l'aimant permanent intégré au rotor du moteur synchrone à aimants permanents, il sert à établir le champ magnétique rotorique. En fonctionnement normal, le rotor et le champ magnétique statorique fonctionnent de manière synchrone, sans courant induit ni perte de résistance rotorique. Ce seul facteur permet d'augmenter le rendement du moteur de 4 à 50 %. En l'absence d'excitation par courant induit dans le rotor du moteur hydromagnétique, l'enroulement statorique peut être une charge résistive pure, ce qui rend le facteur de puissance moteur proche de 1. Les courbes de rendement et de facteur de puissance des moteurs synchrones à aimants permanents et asynchrones (figure 1) montrent qu'à une charge > 20 % du moteur synchrone à aimants permanents, son rendement et son facteur de puissance de fonctionnement ne varient pas beaucoup, et son rendement est > 80 %.
02. Démarrage de l'armoire
Lors du démarrage d'un moteur asynchrone, celui-ci doit présenter un couple de démarrage suffisant, sans pour autant que le courant de démarrage soit trop élevé, afin d'éviter une chute de tension excessive sur le réseau électrique et de compromettre le fonctionnement normal des autres moteurs et équipements électriques connectés. De plus, un courant de démarrage trop important peut perturber le moteur lui-même. Des démarrages fréquents peuvent également entraîner une surchauffe du bobinage. Par conséquent, la conception du démarrage des moteurs asynchrones pose souvent un problème.
Les moteurs synchrones à aimants permanents utilisent généralement un démarrage asynchrone. L'enroulement du rotor étant inopérant en fonctionnement normal, le bobinage du rotor a été conçu pour répondre parfaitement aux exigences de couple de démarrage élevé. Par exemple, le couple de démarrage est multiplié par 1,8 pour un moteur asynchrone à 2,5 pour un moteur asynchrone, voire plus, ce qui permet de mieux résoudre le problème du « grand cheval tirant une petite charrette » dans les équipements électriques.
3. Augmentation de la température de fonctionnement
Étant donné que le bobinage du rotor est parcouru par un courant lorsque le moteur asynchrone fonctionne, et que ce courant est entièrement consommé sous forme d'énergie thermique, une grande quantité de chaleur est générée dans le bobinage du rotor, ce qui augmente la température du moteur et affecte sa durée de vie. Grâce au rendement élevé des moteurs à aimants permanents, il n'y a aucune perte de résistance dans le bobinage du rotor et le courant réactif dans le bobinage du stator est faible, voire inexistant, ce qui limite l'échauffement du moteur et prolonge sa durée de vie. 4. Impact sur le fonctionnement du réseau électrique
En raison de son faible facteur de puissance, le moteur asynchrone absorbe une quantité importante de courant réactif du réseau électrique, ce qui génère une quantité importante de courant réactif dans le réseau, les transformateurs et les équipements de production d'électricité. Ce courant réduit le facteur de qualité du réseau et augmente sa charge. Parallèlement, le courant réactif consomme une partie de l'énergie électrique du réseau, des transformateurs et des équipements de production d'électricité, ce qui diminue le rendement du réseau et affecte son utilisation optimale. De plus, en raison de ce faible rendement, le moteur asynchrone doit absorber davantage d'énergie électrique du réseau pour répondre aux besoins de puissance de sortie, ce qui accroît les pertes et la charge du réseau.
L'absence d'excitation par courant d'induction dans le rotor du moteur à aimant permanent permet un facteur de puissance élevé, améliorant ainsi la qualité du réseau électrique et éliminant la nécessité d'installer un compensateur. De plus, grâce à son rendement élevé, le moteur à aimant permanent permet des économies d'énergie.