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Motor eléctrico: ¿asíncrono o síncrono? ¿Delantero o trasero?

septiembre 13, 2021
motor eléctrico

Cuando decidimos comprar un coche a batería, debemos evaluar modelos con motor eléctrico asíncrono y modelos con motor eléctrico síncrono, ya que debemos desenredarnos entre coches eléctricos con motor delantero y propulsión o con motor trasero y propulsión, hasta los que tienen motores dobles para tracción total (ver Mercedes EQC).

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El piso del Mercedes EQC, con la batería de 80 kWh.

Veamos todas las diferencias juntas y cuál es la mejor opción. Sin olvidar nunca, sin embargo, que cualquier motor eléctrico tiene grandes ventajas sobre el térmico.

Es mucho más fácil porque no requiere ninguna conversión del movimiento de lineal alternante a rotativo. Y’ más eficiente en traducir energía en trabajo: alcanza el 90% contra el 25-28% para la gasolina y el 40% para el diésel. El motor eléctrico es generalmente de accionamiento directo e no necesita el cambio, Gracias al alto par motor, disponible de inmediato y constante para casi todo el rango de funcionamiento, el motor está siempre listo. La marcha atrás se obtiene invirtiendo el flujo de electricidad que circula en el motor: de esta forma se invierte el sentido de giro del propio motor. Finalmente, gracias a la inversión de la polaridad, se vuelve generador eléctrico y recupera la energía cinética del vehículo durante el frenado.

Diagrama simplificado de un coche eléctrico.

Cómo se fabrica un motor eléctrico

El motor eléctrico se compone esencialmente de dos componentes estructurales: el estator y el rotor.

los el estator está parado y debe crear un campo electromagnético para permitir la rotor para mover, ya que este último está suspendido entre dos cojinetes. Creamos el campo magnético suministrando energía a los devanados del estator. O como en el caso de rotor de imán permanente, el campo electromagnético ya existe, gracias al uso de materiales ferrosos con magnetismo permanente.

Básicamente, existen dos tipos de motor: el motor asíncrono y el motor síncrono.

El motor eléctrico asíncrono

Si el rotor adoptar uno esquema de bobinado, el motor eléctrico se define como asíncrono. En este caso, cuando se alimenta el estator, el campo magnético generado induce un campo magnético adicional (inducido) en los devanados del rotor.

El motor asíncrono es un motor eléctrico de corriente alterna en el que el La velocidad angular del rotor es menor que la velocidad de rotación del campo magnético. generado por los devanados del estator, de ahí el asíncrono.

Es decir, la velocidad del rotor siempre será menor que la velocidad del campo magnético giratorio del estator. De hecho, si las velocidades coinciden, la interacción entre los dos campos magnéticos que genera el par y por tanto la rotación del rotor, fallaría. No habría más generación de parejas.

El deslizamiento en motores asíncronos

Tenemos que hacerlo por tanto, siempre con un parámetro, llamado scroll, que identifica con precisión la diferencia de velocidad entre el campo electromagnético del estator y el rotor, que se establece en un valor entre 3 y 6%.

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Motor asincrónico

Pros y contras de los motores asíncronos

Los motores asíncronos han existido durante mucho tiempo, por lo que su tecnología es bien conocida, además de relativamente simple y robusto. El costo es asequible, son de arranque automático, soportan sobrecargas y se controlan sin mayores problemas.

Los contras se identifican en uno modesta reactividad, debido al funcionamiento asíncrono, es decir, se debe realizar una verificación para regular la intensidad del campo magnético del estator y el rotor debe adaptarse, teniendo en cuenta la velocidad de sincronismo o la velocidad del campo magnético del estator.

Menos eficiente y menos precisa

El motor asincrónico tiene un respuesta menos precisa debido al desplazamiento del que hablamos y es menos eficiente del motor síncrono, de hecho este último es el más utilizado en el campo de la automoción.

El motor eléctrico síncrono

Aún en el contexto de la corriente alterna, en caso de que el rotor está formado por imanes permanentes el motor se define como síncrono y el resultado es una rotación efectiva estrictamente ligada a la frecuencia eléctrica con la que se alimenta el estator del motor eléctrico. En el motor síncrono, el rotor, en el que siempre está presente un campo magnético, gracias a los imanes permanentes, una vez arrancado, tenderá a sincronizarse perfectamente con el campo magnético del estator.

El rotor y el estator siempre se moverán exactamente a la misma velocidad, de ahí el sincronismo.

Motor sincrónico

Pros y contras de los motores síncronos

Motores síncronos, sí se adaptan muy bien al sector de la automoción, por muchas razones.

yo soy eficiente ya que el campo magnético generado por el rotor es siempre constante y no hay devanados, que son la causa de dispersiones y pérdidas. ¡La eficiencia puede superar el 90%!

los cheque de un motor síncrono es muy bien, ya que el campo magnético del estator está controlado, lo que afecta inmediatamente a la velocidad del rotor, creando una sincronismo perfecto entre los dos campos magnéticos.

Todo esto contribuye a tener una respuesta del motor muy receptiva.

Cuesta solo el punto dulce

Las desventajas están relacionadas con la mayor costo del sistema de control que regula la velocidad y el par entregado por el motor, el cual debe conocer la posición exacta del rotor con respecto al estator, ya que es un motor síncrono.

Por tanto, el sistema de control debe sensores colocados en el rotor que le dan información sobre la posición, aunque en motores más modernos existen otros sistemas, que prescinden de sensores de posición.

Entonces, el sistema de gestión del motor síncrono es mucho mas complejo en comparación con el asincrónico.

Difícil de arrancar motores síncronos

Para que conste, debemos decir que al principio, el motor síncrono tenía un sistema de arranque muy complejo debido a que una vez accionado el estator, el rotor que tenía par cero no podía alinearse con el estator.

Para remediar esto, llegamos a poner en paralelo solo para puesta en marcha, otro motor, pero asíncrono, que tenía la función de llevar el motor a la velocidad de giro final y posteriormente se desconectaba.

Además de esto, también se utilizaron otros sistemas …

El motor eléctrico síncrono gracias a la electrónica y al inversor

En los últimos años, el uso de ela electrónica se ha simplificado motores síncronos de arranque drástico; de hecho permite regular tanto la tensión (y por tanto la corriente) de la fuente de alimentación y la frecuencia.

Entonces, partiendo de la frecuencia cero y haciéndola crecer muy gradualmente, sí opera continuamente un par capaz de acelerar el motor desde parado.

Por tanto, estamos hablando de inversores, que permiten la creación de sistemas electrónicos de control de velocidad.

Ejemplo de inversor

Conclusión: motor eléctrico síncrono mucho mejor

A la luz de lo que está escrito, me gustaría decir que para uso en automoción, la mejor solución es la del motor síncrono, como necesita un coche eléctrico. reactividad y especialmente eficiencia y el motor síncrono tiene ambas características.

No es una coincidencia que la mayoría de los vehículos eléctricos, al menos los de mayor rendimiento, tengan un motor síncrono.

Sin embargo, los coches nobles como el Mercedes, han confiado en el motor asíncrono por ahora, por lo que, obviamente, esta solución también tiene sentido en el campo de la automoción.

Tracción: ¿delantera o trasera?

Hasta hace algunas décadas, la mayoría de los automóviles tenían tracción trasera; esto por unas pocas razones simples.

El elogio de la tracción trasera

A nivel dinámico, tener un coche con una buena distribución del peso entre la parte delantera y trasera y con el la tracción trasera es de vanguardia, porque si imaginamos lo que sucede cuando aceleramos, nos damos cuenta de que la mayor parte del peso lo lleva el eje trasero.

Así que en beneficio de las ruedas traseras que en un coche con tracción trasera son las encargadas de descargar el par motor al suelo. Además, tener tracción trasera ofrece otra ventaja en términos de dinámica, a saber, la de tener la tracción sobre ruedas fijas.

Hacer una tarea es mejor

Permítanme explicarles: las ruedas traseras de un automóvil con tracción trasera solo tienen una función, que es transmitir el par motor a la carretera.

Las ruedas delanteras de un coche con tracción delanteraen cambio, se les pide que realicen una doble trabajo, es decir, transmitir el par motor en carretera y girar el coche, entenderás que con esta última configuración los neumáticos de las ruedas motrices entran primero en crisis.

A lo largo de los años, hasta la actualidad, el número de coches con tracción trasera se ha ido reduciendo cada vez más, debido a los mayores costes y la mayor complejidad de crear el sistema de tracción trasera.

Es más fácil y económico tener motor y conducir en la parte delantera

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Tracción total: esquema simplificado de un automóvil térmico; tenga en cuenta la complejidad del sistema …

Pero con el motor eléctrico el paradigma cambia

Con el advenimiento de la movilidad eléctrica, habrá un cambio de paradigma, a saber, el coches eléctricos, que hoy son con tracción trasera, delantera e integral, mañana serán ttodos con tracción trasera o en las cuatro ruedas.

Esto se debe a que compacidad y ligereza del motor eléctrico, da un rango de uso más amplio, tanto que montarlo en la parte delantera, en lugar de en la parte trasera, cambia poco para el diseñador, por lo que, especialmente en los autos que nacen eléctricos, veremos la solución con motor y rueda trasera. conducir.

Otra razón por la que volverá la tracción trasera será el hecho de que un motor eléctrico una pareja “monstruosa” y constante, por lo que será mejor tenerlo descargado en la carretera, a través del ruedas traseras que son fijas, en lugar de a través de las ruedas delanteras, que giran y tendrían más dificultades para manejar el par exuberante de un motor eléctrico.

La tracción delantera está destinada a desaparecer

Por supuesto, la tracción trasera en un automóvil eléctrico simplemente se logra montando el motor en el eje trasero, sin necesidad de muchas piezas mecánicas, como en los coches térmicos.

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La base técnica sobre la que se construye el Tesla Model 3. Tenga en cuenta el motor en el eje trasero

Un motor eléctrico en ambos ejes y tracción total: así terminará

Claramente, la tracción a las cuatro ruedas también se hará cargo, ya que para conseguirla basta con montar un motor en el eje delantero y otro en el trasero, para un perfecto equilibrio de peso y para una distribución óptima del par motor en las cuatro ruedas.

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