Studie oor die optimalisering van 'n hoë snelheid permanente magneetmotorrotorsstruktuur met tangensiaal ingebedde trapezoïdale magnete

In die konteks van klein krag Hoëspoed permanente magneetmotors , om aan die stresvereistes van die rotorstruktuur te voldoen en die produksieproses te vereenvoudig, word 'n tangensiaal ingebedde rotorstruktuur gebaseer op trapezoïdale magnete voorgestel. Onder die uitgangspunt van die aan die basiese ontwerpvereistes van die motor, word die rotorstruktuurparameters geoptimaliseer. Eindige elementsimulasie word gebruik om die gevolge van paalboogkoëffisiënt en die rotoroppervlakstruktuur op die wringkrag, gemiddelde wringkrag en wringkragrimpeling te ontleed. Strukturele stresondersoeke word ook uitgevoer.

Om die vervaardigings- en monteerproses van die motorrotor verder te vereenvoudig, wat dit meer geskik maak vir hoëspoed-toepassings, stel hierdie studie 'n nuwe tangensiaal ingebedde rotorstruktuur voor wat gebaseer is op trapezoïdale magnete vir permanente magneetmotors met 'n klein krag met behulp van fraksionele gleuf gekonsentreerde kronkelings. Met die stator met behulp van 'n gesegmenteerde kernstruktuur, word die rotoroppervlakstruktuur geoptimaliseer. Gedetailleerde ontleding van hoe hierdie rotorstruktuurparameters die wringkrag en die gemiddelde wringkrag beïnvloed, bied waardevolle verwysing vir die ontwerp van sulke motors.

Die motor neem fraksionele gleuf gekonsentreerde windings aan, en die stator gebruik 'n gesegmenteerde monteerstruktuur, wat outomatiese kronkelingsprosesse vergemaklik en produksie- en verwerkingskoste verlaag. Die rotor gebruik 'n tangensiaal ingebedde struktuur, met trapesiumvormige magnete wat direk in die rotorgleuwe geplaas is. In vergelyking met tradisionele tangensiële rotorstrukture, verminder hierdie nuwe ontwerp die koste van rotorkernverwerking en vereenvoudig monteerprosesse.

Die optimalisering van die motorrotorstruktuur word in twee dele verdeel: optimalisering van die magneetstruktuurparameters en die parameters van die rotoroppervlak. Die magneetstruktuurparameters sluit die breedte van die onderste basis L1, die breedte van die boonste basis L2 en die hoogte in. Die breedte van die onderste basis L1 en die hoogte kan vooraf bepaal word op grond van die motoriese struktuur. Die binneste deursnee van die rotor word deur die motoras beperk, en met inagneming van die vereistes vir die verwerking van die rotor en die samestelling, is die dikte van die binneste ring van die rotor in wese vas. Die hoogte van die magnete word dus vooraf bepaal en word nie as 'n optimaliseringsparameter beskou nie.

Sonder om die versadiging in ag te neem, is die volume van die magnete in die rotor eweredig aan die permanente magnetiese vloedkoppeling van die motorrotor. Om die motor se wringkraguitsetvermoë te verseker, moet die breedte van die onderste basis van die trapesiumvormige magnete maksimeer word voordat die rotorstruktuur optimaliseer. 'N Groter laer basiswydte lei egter tot 'n kleiner verbindingsbrugbreedte in die rotorkern, wat die spanning van die rotor beïnvloed. Die beginsel vir die bepaling van die onderste basiswydte van die magnete is om die brugwydte te verminder, terwyl die rotorstres voldoen aan die vereistes. Sodra die onderste basiswydte bepaal is, word eindige elementmetodes gebruik om die afmetings van die boonste basis te definieer.

Om te verseker dat die meganiese sterkte van die motorrotorstruktuur aan die bedryfsvereistes voldoen, word 'n driedimensionele model van die rotorstruktuur met behulp van eindige elementmetodes vasgestel. Die strukturele spanning van die rotor word geverifieer. Figuur 2 toon die spanningsverspreidingswolkkaart van die motorrotor, wat 'n maksimum rotorkernspanning van 0,98 MPa aandui. Aangesien die motorrotormateriaal silikonstaal is met 'n opbrengsterkte van 405 MPa, is die maksimum spanning onder hierdie toestande onder die opbrengsterkte, wat bevestig dat die rotorstruktuur aan meganiese vereistes voldoen.

Vir permanente magneetmotors met 'n hoë snelheid, word 'n tangensiaal ingebedde rotorstruktuur gebaseer op trapesium-magnete voorgestel om die produksieproses te vereenvoudig. Eindige elementsimulasieresultate dui aan dat die bepaling van die magneetparameters 'n uitgebreide oorweging van die uitset -wringkrag, wringkragrimpeling, vervaardigingsprosesse en foute vereis. Die optimalisering van die buitenste oppervlak van die rotor kan die wringkrag verder verminder. Die studie toon dat die nuwe motorrotorstruktuur die rotorverwerking en -koste aansienlik vergemaklik met 'n minimale impak op die wringkragprestasie, wat waardevolle ingenieursontwerpervaring en verwysing bied vir die optimalisering van hierdie tipe motor.