Um motor de ímã permanente (PM) é um motor CA que utiliza ímãs embutidos ou fixados à superfície do rotor do motor. Veículos elétricos utilizam motores síncronos de ímã permanente com alta densidade de torque e alta eficiência.

Os ímãs utilizados são ímãs de neodímio ferro boro, também conhecidos como superímãs. O nome vem do campo magnético muito concentrado por centímetro quadrado, o que os torna muito atraentes pelo seu pequeno tamanho, mas sua alta densidade de campo magnético é boa para resistência e eficiência.

Considerando as características dos motores de ímã permanente e a alta densidade do campo magnético, o tamanho do motor projetado é um terço daquele dos motores com o mesmo desempenho. Além disso, a elevada eficiência mantém o consumo de eletricidade dos veículos elétricos num mínimo e, por último, mas não menos importante, a vida útil magnética do superíman é estimada em cerca de 400 anos, garantindo a sua eficiência e fiabilidade ao longo do tempo.

Os motores de ímã permanente (também conhecidos como PMs) podem ser divididos em duas categorias principais: ímãs permanentes internos (IPM) e ímãs permanentes de superfície (SPM), ambos os tipos geram fluxo magnético por meio de ímãs permanentes fixados no rotor ou dentro dele.

O ímã permanente de superfície é um motor com ímãs permanentes fixados na circunferência do rotor, e o ímã permanente interno é um motor com ímãs permanentes embutidos no rotor denominado IPM.

Durante décadas, os motores de imã permanente de superfície dominaram o mercado de motores de imã permanente, no entanto, nos últimos anos, os mercados emergentes de veículos híbridos e elétricos impulsionaram a demanda por motores de imã permanente internos.

Com vantagens como potência constante em uma ampla faixa de velocidade e design de retenção magnética, os motores internos de ímã permanente fornecem uma boa solução para aplicações como motores auxiliares e de tração.

Em aplicações veiculares, a tecnologia de ímã permanente incorporada tem grandes vantagens em relação aos motores de ímã permanente de superfície. O design de ímã permanente incorporado permite maior controle sobre a magnetização do circuito magnético.

Em contraste, os motores internos de ímã permanente oferecem uma faixa mais ampla de torque mais ou menos consistente. Usando uma técnica chamada enfraquecimento de campo, os projetistas podem aplicar corrente para alterar o desempenho. O enfraquecimento do campo envolve o ajuste do campo magnético do estator para neutralizar parcialmente o efeito do ímã permanente.

———–Motores de ímã permanente de superfície———–

Os motores de ímã permanente de superfície possuem ímãs fixados na parte externa da superfície do rotor e sua resistência mecânica é mais fraca do que a dos motores de ímã permanente incorporados. A resistência mecânica enfraquecida limita a velocidade mecânica segura máxima do motor.

Além disso, a convexidade magnética (Ld≈Lq) destes motores e os valores de indutância medidos nos terminais do rotor são consistentes independentemente da posição do rotor. Devido à estreita relação de coroa magnética, os projetos de motores de ímã permanente de superfície dependem fortemente de componentes de torque magnético para gerar torque.

———–Motores internos de ímã permanente———–

Os motores de ímã permanente internos têm ímãs permanentes embutidos no rotor, ao contrário dos motores de ímã permanente de superfície, a localização dos ímãs permanentes torna o motor de ímã permanente interno mecanicamente bom e adequado para operação em alta velocidade.

Esses motores também são definidos por sua relação de coroa magnética relativamente alta (Lq>Ld). Devido à sua óbvia convexidade magnética, o motor interno de ímã permanente pode gerar torque utilizando os componentes de torque magnético e torque de relutância do motor, tornando-o adequado para vários veículos elétricos.

Conclusão

Para aplicações de alta velocidade, como motores de tração, os motores de ímã permanente interno são a melhor escolha , utilizando menos material magnético e obtendo torque adicional da relação de coroa aparente do rotor. Além do torque magnético, o torque de relutância também é utilizado para alcançar alto torque, e a rotação de um motor de alta velocidade pode ser controlada vetorialmente por meio de dois tipos de torque.

Combinado com um melhor controle sobre a magnetização do circuito magnético através do controle da corrente, permite uma operação eficiente em uma ampla faixa de velocidade. A segurança mecânica é melhorada porque, ao contrário de um SPM, o íman não se desprende devido à força centrífuga. Comparado com os motores tradicionais, o motor interno de ímã permanente pode economizar 30% no consumo de energia com a mesma potência.