Resumen

Los motores IPM (Magneto permanente interior) producen torque basado en dos mecanismos diferentes. El primero de ellos es el par de imán permanente, que se genera por el enlace de flujo entre el campo del rotor PM (imán permanente) y el campo electromagnético del estator. Es el mismo par que el producido por los motores SPM (imán permanente de superficie), sin embargo, los diseños de IPM producen otra fuerza conocida como par de reluctancia. El segundo, la forma y ubicación de las ranuras en las laminaciones del rotor están diseñadas para canalizar el flujo magnético de modo que, incluso si las ranuras se dejaran como espacios de aire, el rotor experimentaría una fuerza para alinear las líneas de flujo magnético con las generadas por el bobinas del estator. Los motores IPM ahora son muy populares en aplicaciones industriales y militares al proporcionar alta densidad de potencia y alta eficiencia en comparación con otros tipos de motores. Este artículo presenta el uso del análisis armónico del método de elementos finitos para la investigación del ruido acústico del motor IPM. Este método es útil para diseños de motores de CC (corriente continua) en muchas aplicaciones industriales y militares.

1. Introducción

La tendencia de estos días es fijar la tasa de producción mientras se reducen los costos. Esto, por supuesto, impone grandes exigencias a las características dinámicas que afectan al comportamiento general de la máquina. Al reducir los costos, los fabricantes aligeran la construcción del motor, lo que se refleja en la disminución de su frecuencia principal hasta valores en los que es mucho más probable que coincida con la frecuencia de la señal de inducción. Esto provoca vibraciones, lo que disminuye la calidad del mecanizado del producto y puede incluso causar algunos daños a la máquina. Por último, pero no menos importante, las vibraciones producen ruido haciendo que el trabajo con la máquina sea desagradable. La Fig. 1 ilustra las diversas fuentes de generación de ruido en los motores eléctricos.

La resonancia es el resultado de una oscilación forzada, cuando la frecuencia de inducción coincide con la propia frecuencia del sistema. Esta resonancia da lugar a un claro aumento de la amplitud de la oscilación, lo que puede tener un impacto fatal en la vida del sistema. También hay aplicaciones en las que la resonancia es bienvenida y tratamos de conseguirla, sin embargo el proceso de diseño o medición de una máquina no es el caso.

El análisis modal es una disciplina de la dinámica que utiliza la posibilidad de descomponer un sistema oscilante complejo en contribuciones modales parciales (también propias) para describir las características de oscilación y el comportamiento oscilante de las construcciones de ingeniería (o más precisamente sus partes). Cada contribución se caracteriza por la frecuencia modal y la forma modal de la oscilación [1]. El conocimiento de estos datos ayuda a evitar colisiones incluso en la fase de diseño de la construcción.

Si la frecuencia inductora coincide con la propia frecuencia de la construcción, se producirá la resonancia y la máquina podría resultar gravemente dañada debido a ella. El análisis modal es también la base de algunos otros análisis como el análisis armónico, transitorio o espectral sis [2].

• Materias:Motores (Mecánica) Método de elementos finitos Magnetismo Industria militar Electromagnetismo Campos electromagnéticos
• Subjects:Engines Finite element method Magnetism Defense industries Electromagnetism Electromagnetic fields
• Palabras claves:Motor IPM, ruido, método de elementos finitos, vibraciones, modelo, acústica, transitoria, electromagnética.
• Keywords:IPM motor, noise, finite element method, vibrations, model, acoustics, transient, electromagnetic.