Moteur PM vs moteur à induction : quel est le meilleur en termes d'efficacité et de performances ?

Le choix entre un moteur à aimant permanent (PM) et un moteur à induction est crucial pour de nombreuses applications nécessitant un rendement et des performances élevés. Avec l’accélération de l’électrification dans tous les secteurs, il est essentiel de comprendre les principales différences entre ces deux types de moteurs.

Les moteurs PM offrent un rendement et une densité de couple supérieurs à ceux des moteurs à induction. Cependant, les moteurs à induction ont toujours été plus largement disponibles et plus rentables. Les progrès récents dans les matériaux PM tels que les aimants en néodyme ont rendu les moteurs PM plus viables pour une gamme d'utilisations.

Comparons les moteurs PM et asynchrones sur des facteurs tels que l'efficacité, la production de couple, le contrôle de la vitesse, le coût et les matériaux.

Avantages en matière d'efficacité et de densité de couple des moteurs PM

• • Les moteurs PM ont un fonctionnement synchrone inhérent, éliminant le décalage entre le rotor et le stator. Cela permet des indices d'efficacité jusqu'à 97,5%.

• • Moteurs à induction limités au rendement 90-93% en raison du glissement requis entre le courant statorique appliqué et le champ rotorique résultant.

• • Les moteurs PM offrent une densité de couple plus élevée – plus de couple par poids. Un moteur PM de 50 kW pèse moins de 30 lb contre un moteur à induction de 75 HP plus de 500 lb.

Contrôle de vitesse et fréquence

• Les moteurs PM fonctionnent de manière synchrone à la fréquence appliquée, permettant un contrôle précis de la vitesse variable.
• Les moteurs à induction ne peuvent pas atteindre la vitesse synchrone en raison du glissement requis. À 60 Hz, perte de vitesse ~5%. Limite la flexibilité du contrôle de vitesse.

Considérations relatives aux coûts

• Les aimants de moteur PM comme le néodyme sont plus chers. Possibilité d'utiliser du métal en poudre pour compenser les coûts.
• Les moteurs à induction utilisent des tôles d'acier au silicium facilement disponibles, ce qui réduit les coûts.

Matériaux et fabrication

• Le rotor et le stator PM peuvent être en poudre métallique, évitant ainsi les déchets de stratification. Les composites magnétiques doux (SMC) permettent de réduire les pertes à hautes fréquences.
• Les rotors et stators des moteurs à induction utilisent traditionnellement de l'acier au silicium laminé.
• Le métal en poudre permet une mise en forme 3D pour éliminer les pertes de fin de tour dans les moteurs PM. Plus de gains d’efficacité.

Conclusion:

Avec un rendement plus élevé, un contrôle précis de la vitesse et un poids plus léger, les moteurs PM sont supérieurs aux moteurs à induction pour des applications telles que les véhicules électriques, les outils sur batterie et les entraînements à vitesse variable. L'utilisation de poudre de métal contribue à améliorer les performances et la rentabilité du moteur PM. Les progrès récents dans les matériaux PM ont contribué à faire des moteurs PM des substituts viables aux moteurs à induction dans les industries en quête d'électrification.