Para una potencia nominal dada, ¿un motor de CC de imanes permanentes tiene una ventaja de peso sobre una máquina síncrona de imanes permanentes trifásicos o viceversa? ¿O resulta que serían aproximadamente iguales?
Principalmente interesado en la masa de cobre y el material del núcleo, suponiendo también constantes de torsión iguales. Un colega afirmó que la máquina 3phs usaría significativamente menos cobre, pero no tenía ninguna evidencia al respecto, mientras que yo creía que serían casi iguales, pero eso es solo una intuición.
De hecho, ¿es posible generalizar?
Su pregunta se refiere a la potencia específica: potencia normalizada por peso. Las generalizaciones de este tipo pueden abordarse mejor observando qué tipo de motor se usa en aplicaciones específicas.
Los autos y aviones modelo/RC que funcionan con electricidad generalmente tienen restricciones de masa y están optimizados para el rendimiento sobre el costo. El estado actual de la técnica (es decir, rendimiento más alto/costo más alto) utiliza motores BLDC (CC sin escobillas) trifásicos con par moderado a velocidades de eje muy altas. Antes de la llegada de los inversores trifásicos compactos, DC de escobillasEn estas aplicaciones se utilizaron motores de imanes permanentes, con velocidades de eje restringidas por las limitaciones del conmutador. Se podría argumentar que el estado actual del arte representa una solución óptima con respecto a la potencia específica, aunque tales plataformas funcionan con baterías y, por lo tanto, también están limitadas por la eficiencia. Su pregunta no se refirió a un rango de par utilizable, por lo que un motor de muy alta velocidad puede requerir engranajes para funcionar en una aplicación particular, lo que perjudica tanto la eficiencia como la potencia específica.
En aplicaciones automotrices híbridas y alimentadas por batería, algunas plataformas (Prius) usan máquinas PM trifásicas, mientras que otras (plataformas IIRC de camiones/SUV de GM) usan una máquina de inducción. Las máquinas de PM tienden a usarse en aplicaciones más pequeñas y de mayor rendimiento (donde el rendimiento puede equivaler a potencia o eficiencia específicas), mientras que las máquinas de inducción tienden a usarse en aplicaciones con costos limitados.
Varios programas de DARPA destinados a la propulsión de aeronaves eléctricas han utilizado máquinas BLDC con estator de cobre grabado , aunque es muy probable que se optimicen tanto la potencia como la eficiencia específicas en el desarrollo/selección de dicha máquina.
Dejando de lado las generalizaciones, la respuesta depende completamente del diseño del motor. He visto motores BLDC trifásicos para aplicaciones industriales que son tan pesados como un motor de inducción comparable: los materiales activos son una fracción de la masa total, que está dominada por una carcasa de fundición, cojinetes de tamaño conservador y sellos ambientales.
usuario52265