تصميم يعد هيكل الدوارات في محركات المغناطيس الدائم أمرًا بالغ الأهمية. الأنواع المختلفة من هياكل الدوار لها تطبيقاتها المناسبة، لذلك من الضروري دراسة وفهم كل هيكل دوار.
#### اعتبارات تصميم هيكل الجزء الدوار للمحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم:
1. ** موازنة الشكل الموجي للجزء الدوار **
2. **زيادة الفرق بين Ld وLq**
3. **إضعاف بعض التوافقيات**
4. **قمع النبض**
5. **تأكد من قوة الطرد المركزي للدوار**
6. ** تلبية القدرة الضعيفة على تنظيم السرعة المغناطيسية **
7. ** تلبية متطلبات تصميم تكلفة المحرك **
8. ** تلبية متطلبات عامل قوة المحرك **
9. **تأكد من طاقة خرج المحرك**
#### I. فجوة الهواء والكثافة المغناطيسية والجيبية
**هيكل مغناطيسي من نوع الخبز مثبت على السطح:**
- **الخصائص:** يعزز الجيبية للكثافة المغناطيسية لفجوة الهواء بين الجزء الثابت والدوار، مما يؤدي إلى نبض عزم دوران منخفض وخطية جيدة لعزم الدوران مع التغيرات الحالية. يُستخدم عادةً في المحركات الصغيرة أو الكبيرة جدًا، وبيئات متطلبات التحكم ذات السرعة المنخفضة والعالية.
- **العيوب:** تيارات إيدي عالية في المغناطيس، تكاليف معالجة عالية لمغناطيس الخبز، غير مناسبة لتوسع السرعة المغناطيسية الضعيفة.
**هيكل فجوة الهواء غير المتساوي المدمج:**
- **الخصائص:** يحسن الفجوة الهوائية للدوار، ويقلل من نبض عزم الدوران، ويتجنب استخدام أغطية الحماية المغناطيسية، ومناسب للمحركات ذات السرعات غير العالية، مما يقلل من التيارات الدوامة المغناطيسية.
- **العيوب:** محدودية القدرة على توسيع السرعة المغناطيسية الضعيفة، وتسرب مغناطيسي معين مقارنة بالمحركات المثبتة على السطح، ومحاثة أكبر من المحركات المثبتة على السطح، وعامل طاقة أقل. زيادة التوليد التوافقي بواسطة تيار الجزء الثابت.
#### ثانيا. زيادة الفرق بين Ld وLq لتعزيز عزم ممانعة المحرك
ينطبق بشكل عام على التطبيقات التي تتطلب تمددًا عالي السرعة مغناطيسيًا ضعيفًا ومحركات ذات كثافة عزم دوران عالية نسبيًا.
**النوع الأول:**
- **الخصائص:** مناسب للمحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم ذات القطر الخارجي للصفائح المثقوبة في حدود 150 مم والتي تتطلب توسعًا معينًا في السرعة المغناطيسية الضعيفة. إنه يوفر المواد المغناطيسية، ويسمح بتنظيم السرعة المغناطيسية الضعيفة، ويمكن أن يصل إلى سرعات تصل إلى 8000 دورة في الدقيقة.
- **العيوب:** ضعف القدرة على توسيع تنظيم السرعة، ومكون عزم الدوران ذي الممانعة العامة، وغير مناسب لمواقف السرعة العالية، وضعف مقاومة قوة الطرد المركزي.
**النوع الخامس:**
- **الخصائص:** هيكل بسيط، وقدرة جيدة على تنظيم السرعة المغناطيسية الضعيفة، وعدد قليل من معلمات تصميم الدوار، ويمكن أن يستوعب ما يصل إلى 12000 دورة في الدقيقة.
- **العيوب:** لمنع ظاهرة انخفاض الطاقة، يتم استخدام مغناطيس أكثر سمكًا، مما يؤدي إلى زيادة استخدام المغناطيس. بعد ضعف فجوة الهواء المغناطيسية عالية السرعة، يكون شكل موجة الكثافة المغناطيسية وشكل موجة EMF الخلفي ضعيفًا، مما يقلل من أداء التحكم عالي السرعة.
**معامل القوس ثنائي المقطع:**
- **الخصائص:** يضبط بشكل أفضل شكل موجة الكثافة المغناطيسية للدوار. يكون سمك كل طبقة مغناطيس بشكل عام في حدود 4 مم، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من الإضرار بتحريض المحور q، مما يوفر عزم دوران ممانعة أكبر. تتميز مغناطيسات الجزء الدوار ذات الطبقات بخصائص التدفق المغناطيسي والتردد، مما يسمح باستخدامهما بفعالية في تصميم المحرك. مناسب لتطبيقات عزم الدوران العالي السرعة والعزم المنخفض، وغير مناسب لألواح التثقيب ذات القطر الخارجي في حدود 160 مم.
- **العيوب:** إدخال مغناطيس معقد، وبنية دوارة معقدة، وزيادة تنوع التصميم، وزيادة متغيرات الدوار.
**النوع المزدوج الأول:**
- **الخصائص:** يوفر المواد المغناطيسية، وعزم دوران كبير لممانعة المحرك، وكفاءة عالية السرعة، وتكلفة منخفضة للمحرك. مزايا كبيرة من حيث التكلفة في مخططات الكثافة الكهربائية العالية للجزء الثابت، ومناسبة للتشغيل عالي السرعة.
- **العيوب:** ظاهرة انخفاض ملحوظ في الطاقة، انخفاض معامل القدرة.
#### ثالثا. تصميم مساعد لقمع النبض والإضعاف التوافقي
1. **الفتحات الإضافية على سطح فجوة الهواء في الدوار:**
- **الخصائص:** تقع معظم الفتحات المساعدة بالقرب من جسر العزل المغناطيسي، مما يخلق تأثير فجوة هوائية غير متساوية للدوار ويمنع الكثافة المغناطيسية الزائدة داخل جسر العزل المغناطيسي بسبب المقاومة المغناطيسية. له فوائد في قمع النبض والقمع التوافقي ويمكن أن يساعد في تبريد سطح الدوار إلى حد ما.
- **العيوب:** غير مناسب للمواقف ذات السرعة العالية.
2. **الفتحات الموجودة على الدوار بالقرب من فجوة الهواء:**
- **الخصائص:** يمنع توافقيات الجزء الثابت، ويقلل من فقدان الحديد على سطح الدوار، ويساعد على منع نبض عزم دوران المحرك. فتحات صغيرة تزيد من متطلبات العفن.
#### رابعا. ضمان قوة الطرد المركزي للدوار مع جسر العزل المغناطيسي وتصميم ضلع التعزيز
1. **نوع الربيع:**
- **الخصائص:** تزيد من زوايا الحجرتين الرئيسيتين اللتين تحملان قوة الطرد المركزي من خلال تصميم هيكل منحني. يتمتع هيكل الزنبرك بقدرة جيدة على التعديل المكاني.
2. **فتحة مساعدة لتغيير نوع إجهاد جسر العزل المغناطيسي:**
- **الخصائص:** يحسن قدرة جسر العزل المغناطيسي على تحمل قوة الطرد المركزي ويعزز القدرة على التوسع المكاني.
3. **نوع التحسين التوافقي:**
- **الخصائص:** يوازن بين القوة الهيكلية والقدرة على تحسين الشكل الموجي للكثافة المغناطيسية لفجوة الهواء.
