Studie zur Optimierung der Hochgeschwindigkeits-Struktur der Motormotor-Rotoren mit tangential eingebetteter Trapezmagnete

Im Kontext kleiner Macht Hochgeschwindigkeit dauerhafte Magnetmotoren, , um den Spannungsanforderungen der Rotorstruktur zu erfüllen und den Produktionsprozess zu vereinfachen, wird eine tangential eingebettete Rotorstruktur auf der Basis von Trapezmagneten vorgeschlagen. Unter der Prämisse, die grundlegenden Entwurfsanforderungen des Motors zu erfüllen, werden die Rotorstrukturparameter optimiert. Die Finite -Elemente -Simulation wird verwendet, um die Auswirkungen des Polen -Bogenkoeffizienten und der Rotoroberflächenstruktur auf das Zahnmoment, das durchschnittliche Drehmoment und das Drehmomentwellungswell zu analysieren. Strukturelle Stressprüfungen werden ebenfalls durchgeführt.

Um den Herstellungs- und Montageprozess des Motorrotors weiter zu vereinfachen, wodurch diese Studie eine neue tangential eingebettete Rotorstruktur auf der Basis von Trapezmagneten für dauerhafte Magnetmotoren kleiner Leistung unter Verwendung fraktionaler Slot-konzentrierter Wicklungen vorschlägt. Mit dem Stator unter Verwendung einer segmentierten Kernstruktur ist die Rotoroberflächenstruktur optimiert. Eine detaillierte Analyse, wie diese Rotorstrukturparameter das Drehmoment beeinflussen, und das durchschnittliche Drehmoment liefert eine wertvolle Referenz für die Gestaltung solcher Motoren.

Der Motor übernimmt fraktionierte konzentrierte Wicklungen, und der Stator verwendet eine segmentierte Montagestruktur, die automatisierte Wickelprozesse erleichtert und die Produktions- und Verarbeitungskosten senkt. Der Rotor verwendet eine tangential eingebettete Struktur mit Trapezmagneten, die direkt in die Rotorschlitze eingeführt sind. Im Vergleich zu herkömmlichen tangentialen Rotorstrukturen reduziert dieses neue Design die Verarbeitungskosten der Rotorkern und vereinfacht die Montageprozesse.

Die Optimierung der Motorrotorstruktur ist in zwei Teile unterteilt: Optimierung der Magnetstrukturparameter und der Rotoroberflächenstrukturparameter. Die Magnetstrukturparameter umfassen die Breite der unteren Basis L1, die Breite der oberen Basis L2 und die Höhe. Die Breite der unteren Basis L1 und die Höhe kann vorläufig basierend auf der Motorstruktur bestimmt werden. Der innere Durchmesser des Rotors ist durch die Motorwelle begrenzt, und angesichts der Rotorverarbeitungs- und Montageanforderungen wird die Dicke des inneren Ringes des Rotors im Wesentlichen festgelegt. Somit wird die Höhe der Magnete vorbestimmt und nicht als Optimierungsparameter betrachtet.

Ohne Berücksichtigung der Sättigung ist das Volumen der Magnete im Rotor proportional zur permanenten magnetischen Flussverbindung des Motorrotors. Um die Drehmomentleistung des Motors zu gewährleisten, muss die Breite der unteren Basis der Trapezmagnete maximiert werden, bevor die Rotorstruktur optimiert wird. Eine größere niedrigere Basisbreite führt jedoch zu einer kleineren Verbindungsbrückenbreite im Rotorkern, was die Spannung des Rotors beeinflusst. Das Prinzip zur Bestimmung der unteren Basisbreite der Magnete besteht darin, die Brückenbreite zu minimieren und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Rotorspannung den Anforderungen entspricht. Sobald die untere Basenbreite bestimmt ist, werden Finite -Elemente -Methoden verwendet, um die Abmessungen der oberen Basis zu definieren.

Um sicherzustellen, dass die mechanische Stärke der Motorrotorstruktur den Betriebsanforderungen entspricht, wird ein dreidimensionales Modell der Rotorstruktur unter Verwendung von Finite-Elemente-Methoden festgelegt. Wenn Sie die Rotationsträgelast der Nenndrehzahl des Motors auftragen, wird die strukturelle Spannung des Rotors verifiziert. Abbildung 2 zeigt die Spannungsverteilungswolkenkarte des Motorrotors, was auf eine maximale Rotorkernspannung von 0,98 MPa hinweist. Da das Motorrotormaterial Siliziumstahl mit einer Streckgrenze von 405 MPa ist, liegt die maximale Spannung unter diesen Bedingungen unter der Streckgrenze, was bestätigt, dass die Rotorstruktur den mechanischen Anforderungen entspricht.

Für Hochgeschwindigkeits-Permanentmagnetmotoren mit kleiner Leistung wird vorgeschlagen, um den Produktionsprozess zu vereinfachen. Die Ergebnisse der Finite -Elemente -Simulation zeigen, dass die Bestimmung der Magnetparameter eine umfassende Berücksichtigung des Ausgangsdrehmoments, des Drehmomentwells, der Herstellungsprozesse und der Fehler erfordert. Die Optimierung der Außenoberfläche des Rotors kann die Drehmomentwelligkeit weiter verringern. Die Studie zeigt, dass die neue Motorrotorstruktur die Rotorverarbeitung und die Kosten mit minimalen Auswirkungen auf die Drehmomentleistung erheblich vereinfacht und wertvolle Erfahrung in der technischen Konstruktion und Referenz für die Optimierung dieser Motorart bietet.