Das Design der Die Rotorstruktur in Permanentmagnetmotoren ist von entscheidender Bedeutung. Verschiedene Arten von Rotorstrukturen haben ihre eigenen geeigneten Anwendungen, daher ist es notwendig, jede Rotorstruktur zu studieren und zu verstehen.
#### Überlegungen zum Design der Rotorstruktur eines Permanentmagnet-Synchronmotors:
1. **Rotorwellenform-Sinusoidisierung**
2. **Erhöhen Sie die Differenz zwischen Ld und Lq**
3. **Bestimmte Harmonische schwächen**
4. **Pulsationsunterdrückung**
5. **Stellen Sie die Zentrifugalkraft des Rotors sicher**
6. **Erfüllen Sie die Fähigkeit zur schwachen magnetischen Geschwindigkeitsregulierung**
7. **Erfüllung der Motorkosten-Designanforderungen**
8. **Anforderungen an den Motorleistungsfaktor erfüllen**
9. **Motorausgangsleistung sicherstellen**
#### I. Sinusoidität der magnetischen Luftspaltdichte
**Oberflächenmontierte Brotmagnetstruktur:**
- **Eigenschaften:** Verbessert die Sinusförmigkeit der Luftspalt-Magnetdichte zwischen Stator und Rotor, was zu einer geringen Drehmomentpulsation und einer guten Linearität des Drehmoments bei Stromänderungen führt. Wird typischerweise in kleinen oder sehr großen Motoren, Umgebungen mit niedriger Drehzahl und hohen Steuerungsanforderungen verwendet.
- **Nachteile:** Hohe Wirbelströme in Magneten, hohe Verarbeitungskosten von Brotmagneten, nicht geeignet für schwache magnetische Geschwindigkeitsausdehnung.
**Eingebaute ungleiche Luftspaltstruktur:**
- **Eigenschaften:** Verbessert die Sinusform des Rotorluftspalts, reduziert Drehmomentpulsationen, vermeidet die Verwendung von Magnetschutzabdeckungen und ist für Motoren mit nicht zu hohen Drehzahlen geeignet, wodurch Magnetwirbelströme reduziert werden.
- **Nachteile:** Begrenzte Fähigkeit zur schwachen magnetischen Geschwindigkeitserweiterung, gewisse magnetische Streuung im Vergleich zu oberflächenmontierten Motoren, größere Induktivität als oberflächenmontierte Motoren und niedrigerer Leistungsfaktor. Erhöhte Oberwellenerzeugung durch den Statorstrom.
#### II. Erhöhen der Differenz zwischen Ld und Lq zur Verbesserung des Reluktanzdrehmoments des Motors
Allgemein anwendbar für Anwendungen, die eine starke, schwache magnetische Geschwindigkeitsausdehnung und Motoren mit relativ hoher Drehmomentdichte erfordern.
**Typ I:**
- **Eigenschaften:** Geeignet für Permanentmagnet-Synchronmotoren mit einem Außendurchmesser der Stanzbleche von weniger als 150 mm, die eine bestimmte schwache magnetische Geschwindigkeitsausdehnung erfordern. Es spart Magnetmaterial, ermöglicht eine schwache magnetische Drehzahlregelung und kann Drehzahlen bis zu 8000 U/min erreichen.
- **Nachteile:** Schlechte Fähigkeit zur Geschwindigkeitsregulierung, allgemeine Reluktanz-Drehmomentkomponente, nicht geeignet für Hochgeschwindigkeitssituationen und schlechter Zentrifugalkraftwiderstand.
**V-Typ:**
- **Eigenschaften:** Einfache Struktur, gute schwache magnetische Geschwindigkeitsregelungsfähigkeit, wenige Rotordesignparameter und kann bis zu 12000 U/min aufnehmen.
- **Nachteile:** Um Leistungsabfallphänomene zu unterdrücken, werden dickere Magnete verwendet, was zu einem höheren Magnetverbrauch führt. Die Wellenform der magnetischen Dichte nach dem schwachen magnetischen Hochgeschwindigkeits-Luftspalt und die Wellenform der Gegen-EMF sind schlecht, was die Leistung der Hochgeschwindigkeitssteuerung verringert.
**Dual-Segment-Bogenkoeffizient:**
- **Eigenschaften:** Passt die Wellenform der magnetischen Rotordichte besser an. Die Dicke jeder Magnetschicht beträgt im Allgemeinen weniger als 4 mm, wodurch die Q-Achsen-Induktivität minimal beschädigt wird und ein größeres Reluktanzdrehmoment erzielt wird. Geschichtete Rotormagnete verfügen sowohl über magnetische Fluss- als auch über Reluktanzeigenschaften, sodass beide effektiv im Motordesign genutzt werden können. Geeignet für Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit hoher Leistung, niedrige Geschwindigkeiten und hohes Drehmoment, nicht geeignet für Stanzbleche mit einem Außendurchmesser von weniger als 160 mm.
- **Nachteile:** Komplizierte Magneteinfügung, komplexe Rotorstruktur, erhöhte Designvariabilität und erhöhte Rotorvariablen.
**Doppeltyp I:**
- **Eigenschaften:** Spart Magnetmaterial, großes Reluktanzdrehmoment des Motors, hoher Wirkungsgrad bei hohen Drehzahlen, niedrige Motorkosten. Erhebliche Kostenvorteile bei Systemen mit hoher elektrischer Statordichte, geeignet für Hochgeschwindigkeitsbetrieb.
- **Nachteile:** Deutlicher Leistungsabfall, geringerer Leistungsfaktor.
#### III. Hilfsdesign zur Pulsationsunterdrückung und Oberwellenschwächung
1. **Hilfsschlitze auf der Rotorluftspaltoberfläche:**
- **Eigenschaften:** Die meisten Hilfsschlitze befinden sich in der Nähe der magnetischen Isolationsbrücke, wodurch ein ungleichmäßiger Luftspalteffekt für den Rotor entsteht und eine übermäßige magnetische Dichte innerhalb der magnetischen Isolationsbrücke aufgrund des magnetischen Widerstands verhindert wird. Es hat Vorteile bei der Unterdrückung von Pulsationen und Oberwellen und kann in gewissem Maße zur Kühlung der Rotoroberfläche beitragen.
- **Nachteile:** Nicht für Hochgeschwindigkeitssituationen geeignet.
2. **Schlitze am Rotor in der Nähe des Luftspalts:**
- **Eigenschaften:** Unterdrückt Statorharmonische, reduziert den Eisenverlust an der Rotoroberfläche und hilft, Pulsationen des Motordrehmoments zu unterdrücken. Kleine Schlitze erhöhen den Formbedarf.
#### IV. Sicherstellung der Zentrifugalkraft des Rotors mit magnetischer Isolationsbrücke und Verstärkungsrippendesign
1. **Federtyp:**
- **Eigenschaften:** Erhöht die Winkel der beiden Hauptfasen, die der Zentrifugalkraft ausgesetzt sind, durch ein gebogenes Strukturdesign. Die Federstruktur verfügt über eine gute räumliche Anpassungsfähigkeit.
2. **Hilfsöffnung zum Ändern des Spannungstyps der Magnetisolationsbrücke:**
- **Eigenschaften:** Verbessert die Fähigkeit der Magnetisolationsbrücke, der Zentrifugalkraft standzuhalten, und verbessert die Fähigkeit zur räumlichen Ausdehnung.
3. **Harmonischer Optimierungstyp:**
- **Eigenschaften:** Gleicht strukturelle Festigkeit und die Fähigkeit zur Optimierung der Wellenform der magnetischen Luftspaltdichte aus.
