Dans les applications industrielles et commerciales, la plupart des pompes et des ventilateurs sont entraînés par des moteurs à induction AC. Un « moteur à induction AC » est un moteur asynchrone qui s'appuie sur un courant électrique pour faire tourner un rotor. Le champ magnétique du bobinage est généré par induction électromagnétique et le rotor tourne toujours à une vitesse inférieure au champ magnétique. UN "moteur synchrone à aimant permanent» s'appuie sur des aimants pour faire tourner un rotor qui tourne à la même vitesse que le champ magnétique rotatif interne du PMSM.
1. Les moteurs à aimant permanent doivent utiliser des entraînements
Les moteurs à induction AC peuvent entraîner des pompes ou des ventilateurs sans entraînements à fréquence variable, qui sont souvent installés dans les systèmes de pompes ou de ventilateurs pour augmenter l'efficacité du système. Les moteurs synchrones à aimants permanents nécessitent un entraînement pour fonctionner et ne peuvent pas fonctionner sans entraînement. Pour contrôler avec précision la vitesse d'un moteur synchrone à aimant permanent afin de répondre aux exigences des applications telles que la pression, le débit, le volume, etc., un convertisseur de fréquence est nécessaire. Certains nouveaux variateurs de fréquence sont déjà équipés en standard d'une option de commande de moteur à aimant permanent, permettant à l'opérateur de contrôler le moteur à aimant permanent pour entraîner des ventilateurs et/ou des pompes avec une plus grande efficacité.
Les moteurs à aimant permanent offrent une augmentation significative du rendement par rapport aux moteurs à induction AC. Moteurs PM ont un rendement à pleine charge plus élevé que les moteurs à induction AC. La plage d'efficacité entre les moteurs à induction AC et les moteurs PM est indiquée ci-dessous.
Un variateur de fréquence n'augmentera pas l'efficacité du moteur, mais un variateur de fréquence contribuera à améliorer l'efficacité du système sur toute la plage de vitesse de fonctionnement, car la plupart des systèmes ne fonctionneront pas tout le temps à vitesse maximale. Un variateur de fréquence contribue à améliorer l'efficacité du système car il a la capacité de ralentir un moteur, un ventilateur ou une pompe au lieu de tourner une vanne pour étrangler la pompe ou de fermer un registre pour arrêter le flux d'air.
Le graphique ci-dessus compare un moteur synchrone à aimant permanent PMAC de 10 ch à 1800 100 tr/min avec un moteur à induction AC avancé NEMA fonctionnant avec une charge de couple variable sur une plage de vitesse de 500 à 600, dans les deux cas, l'efficacité des deux moteurs diminuera. À 90 tr/min, le rendement du moteur NEMA premium chute d'environ 72 % à environ 94 %, et le PMAC chute d'environ 83 % à XNUMX %. Il a été démontré que les moteurs à aimants permanents sont plus efficaces que les moteurs à induction AC lorsque les systèmes d'exploitation affectent l'efficacité de l'équipement.
2. Avantages et inconvénients du moteur à aimant permanent
Bien que les moteurs à induction CA soient plus courants dans les systèmes d'entraînement par moteur, ils sont généralement plus gros et moins efficaces que les solutions de moteurs à aimants permanents. Même si les solutions de moteurs à aimants permanents ont tendance à avoir un coût initial plus élevé, elles peuvent offrir des tailles plus petites dans un boîtier mécanique plus compact et, plus important encore, un rendement plus élevé. Les moteurs à aimant permanent ont tendance à être plus chers que les moteurs à induction AC et sont plus difficiles à démarrer que les moteurs à induction AC. Cependant, les avantages des moteurs à aimant permanent incluent un rendement plus élevé, une taille plus petite (les moteurs à aimant permanent peuvent atteindre jusqu'à un tiers de la taille de la plupart des moteurs à courant alternatif, ce qui rend l'installation et la maintenance beaucoup plus faciles) et la capacité de maintenir le couple complet à un faible vitesse.
3. La tendance change
L'utilisation de moteurs à aimants permanents en conjonction avec des variateurs de fréquence n'est pas nouvelle, et les ingénieurs concepteurs et les propriétaires d'équipements commencent à choisir davantage de solutions de moteurs à aimants permanents pour les installations d'applications de ventilateurs et de pompes, car ils sont plus petits et plus efficaces que les variateurs de fréquence. Il existe un algorithme spécial pour piloter les moteurs à aimants permanents. Il existe désormais sur le marché de nouveaux variateurs de fréquence dotés d'une fonction standard intégrée permettant de contrôler les moteurs à aimants permanents sans frais supplémentaires. Alors que de plus en plus de fabricants de variateurs de fréquence commencent à ajouter des fonctions de contrôle hautes performances aux moteurs à aimants permanents, les utilisateurs seront enclins à installer des systèmes de moteur qui fonctionnent plus efficacement, sont présentés dans des boîtiers plus petits et coûtent moins cher.
