Análisis térmico comparativo de motores síncronos de imán permanente sin ranuras y con ranuras

Resumen El artículo presenta un análisis térmico comparativo ampliado de motores síncronos de imán permanente sin ranuras y con ranuras (PMSM). Para ubicar las topologías de motor investigadas dentro del desarrollo moderno de sistemas de accionamiento, se incluye una breve clasificación de fondo basada en motores sin ranuras. Se derivan modelos térmicos analíticos de parámetros concentrados para describir la generación de pérdidas en cobre, la resistencia dependiente de la temperatura, la implementación de la fuente de calor volumétrica y la transferencia de calor del estétor al ambiente. Se utilizan simulaciones térmicas tridimensionales realizadas en Autodesk Fusion para comparar campos de temperatura y gradientes térmicos para ambas construcciones de motor bajo condiciones operativas idénticas. Los resultados muestran que los PMSM sin ranuras alcanzan temperaturas máximas de bobinado más bajas y exhiben una distribución de temperatura más uniforme, principalmente debido a la ausencia de dientes en el estétor y a una resistencia térmica interna reducida. Estos hallazgos apoyan la aplicación de los PMSM sin ranuras en sistemas de accionamiento de alta eficiencia y alta confiabilidad.