Design Struktura rotorů u motorů s permanentními magnety je zásadní. Různé typy rotorových struktur mají své vhodné aplikace, proto je nutné prostudovat a porozumět každé rotorové struktuře.
#### Úvahy o konstrukci konstrukce rotoru synchronního motoru s permanentním magnetem:
1. **Sinusoidizace tvaru vlny rotoru**
2. **Zvýšení rozdílu mezi Ld a Lq**
3. **Oslabit určité harmonické**
4. **Potlačení pulsace**
5. **Zajistěte odstředivou sílu rotoru**
6. **Seznamte se se schopností slabé magnetické regulace rychlosti**
7. **Splňujte požadavky na návrh nákladů na motor**
8. **Splňujte požadavky na účiník motoru**
9. **Zajistěte výstupní výkon motoru**
#### I. Sinusoidita magnetické hustoty vzduchové mezery
**Struktura magnetu pro povrchovou montáž:**
- **Charakteristika:** Zlepšuje sinusovost magnetické hustoty vzduchové mezery mezi statorem a rotorem, což má za následek nízkou pulsaci točivého momentu a dobrou linearitu točivého momentu se změnami proudu. Obvykle se používá v malých nebo velmi velkých motorech, prostředí s nízkými otáčkami a vysokými požadavky na řízení.
- **Nevýhody:** Vysoké vířivé proudy v magnetech, vysoké náklady na zpracování chlebových magnetů, nevhodné pro slabou magnetickou expanzi.
**Vestavěná nerovnoměrná struktura vzduchové mezery:**
- **Charakteristika:** Zlepšuje sinusoiditu vzduchové mezery rotoru, snižuje pulsaci točivého momentu, zabraňuje použití ochranných krytů magnetů a je vhodný pro motory s nepříliš vysokými otáčkami, čímž se snižují vířivé proudy magnetů.
- **Nevýhody:** Omezená schopnost slabé magnetické expanze rychlosti, určitý magnetický únik ve srovnání s motory pro povrchovou montáž, větší indukčnost než u motorů pro povrchovou montáž a nižší účiník. Zvýšená tvorba harmonických proudem statoru.
#### II. Zvýšení rozdílu mezi Ld a Lq pro zvýšení reluktančního momentu motoru
Obecně použitelné pro aplikace vyžadující vysokou slabou magnetickou expanzi a motory s relativně vysokou hustotou točivého momentu.
**Typ I:**
- **Charakteristika:** Vhodné pro synchronní motory s permanentními magnety s vnějším průměrem děrovacích plechů do 150 mm, které vyžadují určitou slabou expanzi magnetické rychlosti. Šetří materiál magnetu, umožňuje slabou magnetickou regulaci otáček a může dosáhnout rychlosti až 8000 ot./min.
- **Nevýhody:** Špatná expanzní schopnost regulace rychlosti, obecná složka reluktančního momentu, nevhodné pro vysokorychlostní situace a špatná odolnost vůči odstředivé síle.
**Typ V:**
- **Charakteristika:** Jednoduchá struktura, dobrá schopnost slabé magnetické regulace rychlosti, málo konstrukčních parametrů rotoru a může pojmout až 12 000 ot./min.
- **Nevýhody:** K potlačení jevu poklesu výkonu se používají silnější magnety, což vede k vyššímu využití magnetů. Tvar vlny magnetické hustoty po slabé magnetické vysokorychlostní vzduchové mezeře a tvar vlny zpětného EMF jsou špatné, což snižuje výkon vysokorychlostního řízení.
**Dvousegmentový obloukový koeficient:**
- **Charakteristika:** Lepší nastavení magnetické hustoty rotoru. Tloušťka každé vrstvy magnetu je obecně do 4 mm, což minimálně poškozuje indukčnost osy q a poskytuje větší reluktanční moment. Vrstvené rotorové magnety mají jak magnetický tok, tak reluktanční charakteristiky, což umožňuje jejich efektivní využití v konstrukci motoru. Vhodné pro vysokorychlostní vysokovýkonné aplikace s nízkými otáčkami a vysokým kroutícím momentem, nevhodné pro děrovací plechy s vnějším průměrem do 160 mm.
- **Nevýhody:** Složité vkládání magnetu, složitá struktura rotoru, zvýšená variabilita konstrukce a zvýšené proměnné rotoru.
**Dvojitý typ I:**
- **Charakteristika:** Šetří materiál magnetu, velký reluktanční moment motoru, vysoká účinnost při vysokých otáčkách, nízké náklady na motor. Významné cenové výhody ve schématech s vysokou elektrickou hustotou statoru, vhodné pro vysokorychlostní provoz.
- **Nevýhody:** Znatelné jevy poklesu výkonu, nižší účiník.
#### III. Pomocný design pro potlačení pulzací a harmonické zeslabení
1. **Přídavné štěrbiny na povrchu vzduchové mezery rotoru:**
- **Charakteristika:** Většina pomocných štěrbin je v blízkosti magnetického izolačního můstku, což vytváří nerovnoměrný efekt vzduchové mezery pro rotor a zabraňuje nadměrné magnetické hustotě uvnitř magnetického izolačního můstku kvůli magnetickému odporu. Má výhody pro potlačení pulsací a harmonických a může do určité míry pomoci ochlazovat povrch rotoru.
- **Nevýhody:** Nevhodné pro situace s vysokou rychlostí.
2. **Štěrbiny na rotoru blízko vzduchové mezery:**
- **Charakteristika:** Potlačuje harmonické statoru, snižuje ztráty železa na povrchu rotoru a pomáhá potlačit pulsaci točivého momentu motoru. Malé štěrbiny zvyšují požadavky na formy.
#### IV. Zajištění odstředivé síly rotoru pomocí magnetického izolačního mostu a konstrukce výztužných žeber
1. **Jarní typ:**
- **Charakteristika:** Zvětšuje úhly dvou hlavních zkosení nesoucích odstředivou sílu prostřednictvím zakřivené konstrukce. Pružinová struktura má dobrou schopnost prostorového nastavení.
2. **Přídavný otvor pro změnu namáhání můstku magnetické izolace:**
- **Charakteristika:** Zlepšuje schopnost magnetického izolačního můstku odolávat odstředivé síle a zlepšuje schopnost prostorové expanze.
3. **Typ optimalizace harmonických:**
- **Charakteristika:** Vyvažuje pevnost konstrukce a schopnost optimalizace tvaru vlny magnetické hustoty vzduchové mezery.
