El diseño de la La estructura de los rotores en los motores de imanes permanentes es crucial. Los diferentes tipos de estructuras de rotor tienen sus propias aplicaciones adecuadas, por lo que es necesario estudiar y comprender cada estructura de rotor.
#### Consideraciones para el diseño de la estructura del rotor de un motor síncrono de imán permanente:
1. **Sinusoidalización de la forma de onda del rotor**
2. **Aumentar la diferencia entre Ld y Lq**
3. **Debilitar ciertos armónicos**
4. **Supresión de pulsaciones**
5. **Asegure la fuerza centrífuga del rotor**
6. **Cumple con la débil capacidad de regulación de velocidad magnética**
7. **Cumplir con los requisitos de diseño de costos del motor**
8. **Cumplir con los requisitos del factor de potencia del motor**
9. **Asegure la potencia de salida del motor**
#### I. Sinusoidalidad de la densidad magnética del entrehierro
**Estructura magnética tipo pan montada en superficie:**
- **Características:** Mejora la sinusoidalidad de la densidad magnética del entrehierro entre el estator y el rotor, lo que da como resultado una pulsación de par baja y una buena linealidad del par con los cambios de corriente. Normalmente se utiliza en motores pequeños o muy grandes, entornos de baja velocidad y altos requisitos de control.
- **Inconvenientes:** Altas corrientes parásitas en los imanes, altos costos de procesamiento de los imanes tipo pan, no adecuados para una expansión de velocidad magnética débil.
**Estructura de espacio de aire desigual incorporada:**
- **Características:** Mejora la sinusoidalidad del entrehierro del rotor, reduce la pulsación de par, evita el uso de cubiertas protectoras de imanes y es adecuado para motores con velocidades no demasiado altas, reduciendo las corrientes parásitas de los imanes.
- **Inconvenientes:** Capacidad limitada de expansión de velocidad magnética débil, ciertas fugas magnéticas en comparación con los motores montados en superficie, mayor inductancia que los motores montados en superficie y menor factor de potencia. Mayor generación de armónicos por la corriente del estator.
####II. Aumento de la diferencia entre Ld y Lq para mejorar el par de reluctancia del motor
Generalmente aplicable a aplicaciones que requieren una expansión de velocidad magnética alta y débil y motores con densidad de par relativamente alta.
**Tipo I:**
- **Características:** Adecuado para motores síncronos de imanes permanentes con un diámetro exterior de láminas perforadas dentro de 150 mm que requieren cierta expansión de velocidad magnética débil. Ahorra material magnético, permite una regulación débil de la velocidad magnética y puede alcanzar velocidades de hasta 8000 rpm.
- **Inconvenientes:** Poca capacidad de expansión de la regulación de velocidad, componente de par de reluctancia general, no adecuado para situaciones de alta velocidad y poca resistencia a la fuerza centrífuga.
**Tipo V:**
- **Características:** Estructura simple, buena capacidad de regulación de velocidad magnética débil, pocos parámetros de diseño del rotor y puede soportar hasta 12000 rpm.
- **Inconvenientes:** Para suprimir los fenómenos de caída de energía, se utilizan imanes más gruesos, lo que lleva a un mayor uso del imán. La forma de onda de densidad magnética del espacio de aire de alta velocidad magnético posterior débil y la forma de onda EMF posterior son deficientes, lo que reduce el rendimiento del control de alta velocidad.
**Coeficiente de arco de doble segmento:**
- **Características:** Ajusta mejor la forma de onda de densidad magnética del rotor. El espesor de cada capa de imán generalmente está dentro de los 4 mm, lo que daña mínimamente la inductancia del eje q y proporciona un mayor par de reluctancia. Los imanes de rotor en capas tienen características tanto de flujo magnético como de reluctancia, lo que permite que ambos se utilicen de manera efectiva en el diseño de motores. Adecuado para aplicaciones de alta velocidad, alta potencia y baja velocidad, no apto para hojas perforadas con un diámetro exterior de 160 mm.
- **Inconvenientes:** Inserción de imán complicada, estructura de rotor compleja, mayor variabilidad de diseño y mayores variables del rotor.
**Doble Tipo I:**
- **Características:** Ahorra en material magnético, gran par de reluctancia del motor, alta eficiencia de alta velocidad, bajo costo del motor. Importantes ventajas de costos en esquemas de estator de alta densidad eléctrica, adecuados para funcionamiento a alta velocidad.
- **Inconvenientes:** Fenómenos de caída de potencia notables, menor factor de potencia.
####III. Diseño auxiliar para supresión de pulsaciones y debilitamiento armónico
1. **Ranuras auxiliares en la superficie del entrehierro del rotor:**
- **Características:** La mayoría de las ranuras auxiliares están cerca del puente de aislamiento magnético, lo que crea un efecto de entrehierro desigual para el rotor y evita una densidad magnética excesiva dentro del puente de aislamiento magnético debido a la resistencia magnética. Tiene beneficios para la supresión de pulsaciones y supresión de armónicos y puede ayudar a enfriar la superficie del rotor hasta cierto punto.
- **Inconvenientes:** No apto para situaciones de alta velocidad.
2. **Ranuras en el rotor cerca del espacio de aire:**
- **Características:** Suprime los armónicos del estator, reduce la pérdida de hierro en la superficie del rotor y ayuda a suprimir la pulsación del par del motor. Las ranuras pequeñas aumentan los requisitos del molde.
####IV. Garantía de la fuerza centrífuga del rotor con puente de aislamiento magnético y diseño de nervaduras de refuerzo
1. **Tipo de resorte:**
- **Características:** Aumenta los ángulos de los dos chaflanes principales que soportan la fuerza centrífuga a través de un diseño de estructura curva. La estructura de resorte tiene una buena capacidad de ajuste espacial.
2. **Apertura auxiliar para cambiar el tipo de tensión del puente de aislamiento magnético:**
- **Características:** Mejora la capacidad del puente de aislamiento magnético para resistir la fuerza centrífuga y mejora la capacidad de expansión espacial.
3. **Tipo de optimización armónica:**
- **Características:** Equilibra la resistencia estructural y la capacidad de optimización de la forma de onda de densidad magnética del espacio de aire.
