La reducción del flujo magnético (field weakening): alcanzar velocidades superiores a las que permitiría la tensión

Cada motor de imanes tiene una velocidad máxima "natural", determinada por el voltaje de la batería. El desmagnetización, a menudo llamado por su nombre en inglés field weakening, permite superarla sin cambiar la batería ni el motor. Es un ajuste potente, apreciado en competición, pero que tiene un costo y riesgos que es importante conocer.

¿Por qué un motor alcanza su límite máximo de velocidad?

Un motor de imanes también funciona como un dinamo: al girar, produce una tensión, la fuerza electromotriz inversa, que es proporcional a su velocidad. Para que la corriente entre en el motor, el controlador debe aplicarle una tensión superior a la que él mismo produce.

Cuando la velocidad aumenta, la tensión producida por el motor se acerca a la tensión de la batería. El controlador ya no puede suministrar corriente, y por lo tanto, no puede generar par: la velocidad alcanza un límite máximo. Este límite máximo se calcula a partir de la constante de velocidad del motor, el Kv, y la tensión de la batería. Consulte nuestra guía sobre Kv, Kt y los polos.

El principio del desfluxado

En la control vectorial (FOC), la corriente del motor se descompone en dos partes: la corriente q, que produce el par, y la corriente d, alineada con los imanes. Normalmente, la corriente d se mantiene en cero.

Para reducir la velocidad, el controlador inyecta una corriente negativa. Esto crea un campo opuesto al de los imanes, lo que reduce la tensión que el motor produce a la misma velocidad. El controlador puede volver a introducir corriente q, y por lo tanto, par, y el motor supera su límite anterior.

El término es engañoso: los imanes no se debilitan. Lo que se compensa es su efecto, tal como se percibe desde los devanados, siempre y cuando la corriente "d" circule.

Lo que cuesta

• Corriente sin paridad: en un motor de imanes de superficie, la corriente "d" no genera paridad. Se suma a la corriente total, lo que provoca un aumento de la temperatura del motor y del controlador.
• Sobre el rendimiento: a alta velocidad y con el sistema de refrigeración desactivado, una proporción creciente de la energía se disipa en forma de calor. Esto reduce la autonomía.
• Un límite de corriente compartida: la corriente total del motor permanece limitada. Cuanto más corriente se destina al flujo inverso, menos queda disponible para el par motor.

Los motores de imanes internos (IPM) soportan mejor el desmagnetización, porque la corriente también contribuye al par motor. Esta es una de las razones de su éxito en la industria automotriz: consulte nuestra guía motores IPM y SPM.

El principal riesgo: el corte a alta velocidad

En modo de flujo inverso, el motor gira más rápido de lo que lo haría normalmente: la tensión que generaría sin la corriente "d" supera la tensión de la batería. Si el controlador se corta repentinamente (por un fallo, protección o pérdida de alimentación), la corriente "d" desaparece y esta tensión aparece de repente en los terminales del motor.

El motor, en esta situación, actúa como un generador, devolviendo corriente a la batería a través del puente del controlador. Esto puede provocar un frenado brusco y una tensión que podría superar los límites de los transistores o de la batería. Por eso, es importante dejar un margen de seguridad en la tensión, y por eso la configuración del "desfluxage" se ajusta con cuidado.

¿Desfluxado o mayor voltaje?

Para ir más rápido, tenemos dos opciones: reducir la resistencia (defluxar) o aumentar el voltaje de la batería. Un voltaje más alto aumenta la potencia máxima sin corriente adicional, por lo tanto, sin calentamiento ni pérdida de eficiencia, pero requiere una batería, un controlador y, a menudo, un BMS compatibles. La reducción de resistencia, por otro lado, solo requiere un ajuste, pero se paga con calor y menor autonomía. En una máquina de carreras, a menudo se combinan ambas opciones. Para las baterías, consulte nuestras baterías para patinetes eléctricos.