parece que este comportamiento se debe al hecho de que dos magnéticos   los campos intentan alinearse, con un torque que es proporcional al producto   entre sus magnitudes y el pecado del ángulo entre ellas.

Los imanes intentarán alinearse para el campo magnético combinado más fuerte. Este fenómeno se describe en Fuerza de Lorentz y en Modelo de bucle amperiano .

El factor 'seno' proviene de tener el imán en un eje giratorio. Cuando el polo magnético está alineado con el polo del estator, no hay fuerza de rotación porque el campo no puede ser más fuerte. Gire el imán en cualquier dirección e intentará retroceder. Sin embargo, a medida que avanza "alrededor del círculo", la fuerza de rotación disminuirá hacia cero cuando el rotor se acerque a 180 °, luego aumentará nuevamente a medida que completa una revolución de 360 °.

  

También leí que una máquina pm también se ejecutará en el campo de excitación   Velocidad o no correr en absoluto. No tengo idea de por qué es eso,

Para comprender por qué el motor debe girar a velocidad síncrona, imagine que la frecuencia de excitación es cero (es decir, un campo estático del estator). El rotor permanecerá en un lugar (a menos que se lo aleje). Ahora aumente lentamente la frecuencia mientras permite que el rotor gire alrededor del campo del estator.

Mientras el rotor pueda mantenerse, permanecerá sincronizado, quedando ligeramente atrás en fase (no en frecuencia) debido a la carga de torsión y la inercia mientras se acelera. Pero si se retrasa demasiado, perderá el par y se disparará en la otra dirección. Si no puede mantenerse al día, no se ejecutará a una frecuencia más baja, sino que simplemente se moverá de un lado a otro.

  

¿cómo los empezaría? Tan pronto como les doy un campo rotativo, ya que   no se están moviendo tienen diferentes velocidades ...

Un motor PM sincrónico no arrancará solo a menos que la frecuencia de arranque sea lo suficientemente baja para que el rotor permanezca alineado con el campo del estator giratorio. Dado que el rotor tiene inercia, debe alinearse y acelerar lo suficientemente rápido como para mantenerse al día con el aumento de la frecuencia de accionamiento a medida que se acelera. Si puede hacerlo, se ejecutará a la velocidad de misma (promediada en un ciclo) que se retrasará solo en la fase.

  

y qué pasa si, por casualidad, cuando enciendo la máquina los dos campos   están alineados?

Si se alimenta a la frecuencia de la red, el rotor no podrá acelerar lo suficientemente rápido como para alcanzar la velocidad en menos de 1 ciclo, por lo que se requiere algún otro método de arranque; p.ej. jaula de ardilla para crear un motor de inducción, un motor separado para acelerarlo, o un resorte que mueve el rotor en la dirección correcta cuando comienza a retroceder (usado en motores de reloj síncrono).

Hay otra manera de ejecutar un motor PM sincrónico: la conmutación electrónica. La posición del rotor se determina utilizando sensores de efecto Hall o leyendo la parte posterior de una bobina del estator sin alimentación, luego el controlador del motor sintetiza la frecuencia y la fase correctas del variador. Esta operación es básicamente la misma que para un motor de CC sin escobillas de imán permanente (BLDC).

Depende de la clase del motor, pero aquí hay tres esquemas comunes:

Motor DC

La disposición típica es que el rotor tenga el devanado y el estator el imán permanente.

Los cepillos aseguran que la corriente del rotor esté correctamente alineada con el campo PM, por lo que las corrientes del rotor están alineadas con el campo permanente del estator. No hay un procedimiento especial de arranque.

Motor BLDC / PMSM

La disposición típica es tener el imán permanente en el rotor y los devanados en el estator.

La electrónica conmuta el devanado del estator con la posición conocida del rotor, por lo que la corriente del estator se controla de manera que empuja el imán alrededor sincrónicamente.

Una vez más, no se requiere un procedimiento de arranque especial, la electrónica siempre conocerá la posición del rotor y conmutará el motor de manera adecuada al par del generador.

Motor síncrono de CA

El motor síncrono de CA es básicamente un motor de CA con una bobina "especial" en el rotor.

Al arrancar, el rotor funciona como cualquier otro motor de CA y, por lo tanto, no es síncrono. Una vez que se acerca a la velocidad síncrona (60 Hz en los EE. UU.), Se aplica un campo de CC al rotor que hará que el rotor actúe de manera similar a un imán permanente, y ese imán se "bloqueará" con el campo del estator.

Se debe tener cuidado de no exceder el par nominal del motor o comenzará a omitir o simplemente reanudar el funcionamiento de CA estándar con deslizamiento.

Estoy seguro de que hay otros, pero esto te da una idea aproximada.