Uuring kiirete magnetimootori rootoride struktuuri optimeerimise kohta tangentsiaalselt manustatud trapetsikujuliste magnetidega

Väikese jõu kontekstis Kiire püsiv magnetimootorid, , mis vastavad rootori struktuuri pingenõuetele ja lihtsustab tootmisprotsessi, pakutakse välja trapetsikujulistel magnetitel põhinev tangentsiaalselt manustatud rootori struktuur. Mootori põhiprojekteerimise nõuete täitmise eeldusel on optimeeritud rootori struktuuri parameetrid. Piiratud elementide simulatsiooni kasutatakse pooluse kaare koefitsiendi ja rootori pinna struktuuri mõju analüüsimiseks kogimise pöördemomendile, keskmisele pöördemomendile ja pöördemomendile. Samuti viiakse läbi struktuurne pingekontroll.

Mootori rootori tootmis- ja monteerimisprotsessi veelgi lihtsustamiseks, muutes selle sobivamaks kiireks rakendusteks, pakub see uuring välja uue tangentsiaalselt manustatud rootori struktuuri, mis põhineb trapetsikujulistel magnetidel väikese võimsusega püsiva magnetimootorite jaoks, kasutades fraktsioneerivaid kontsentreeritud mähiseid. Staatori abil, kasutades segmenteeritud südamiku struktuuri, on optimeeritud rootori pinna struktuur. Üksikasjalik analüüs selle kohta, kuidas need rootori struktuuri parameetrid mõjutavad pöördemomendi pulsatsiooni ja keskmine pöördemoment, annab väärtusliku viite selliste mootorite kujundamisel.

Mootor võtab kasutusele fraktsionaalsed kontsentreeritud mähised ja staatoril kasutab segmenteeritud monteerimisstruktuuri, hõlbustades automatiseeritud mähiste protsesse ning vähendades tootmis- ja töötlemiskulusid. Rootor kasutab puutujalt manustatud struktuuri, mille trapetsikujulised magnetid on otse rootori pesadesse sisestatud. Võrreldes traditsiooniliste tangentsiaalse rootori struktuuridega vähendab see uus disain rootori südamiku töötlemiskulusid ja lihtsustab monteerimisprotsesse.

Mootori rootori struktuuri optimeerimine on jagatud kaheks osaks: magneti struktuuri parameetrite optimeerimine ja rootori pinna struktuuri parameetrid. Magneti struktuuri parameetrid hõlmavad alumise aluse L1 laius, ülemise aluse L2 laius ja kõrgus. Alumise aluse L1 ja kõrguse laius saab mootori struktuuri põhjal esialgselt kindlaks määrata. Rootori sisemise läbimõõturit piirab mootorvõll ning arvestades rootori töötlemist ja kokkupaneku nõudeid, on rootori sisemise rõnga paksus põhimõtteliselt fikseeritud. Seega on magnetite kõrgus ette määratud ja seda ei peeta optimeerimise parameetriks.

Küllastust arvestamata on rootoris sisalduvate magnetide maht võrdeline mootori rootori püsiva magnetilise voo ühendusega. Mootori pöördemomendi väljundvõimaluse tagamiseks tuleb enne rootori struktuuri optimeerimist maksimeerida trapetsikujuliste magnetide alumise aluse laius. Suurema aluse laiuse põhjustab aga rootori südamiku väiksema ühendussilla laiust, mis mõjutab rootori pinget. Magnetite alumise aluse laiuse määramise põhimõte on silla laiuse minimeerimine, tagades, et rootori stress vastab nõuetele. Kui alumine alus on määratud, kasutatakse ülemise aluse mõõtmete määratlemiseks lõplikke elemente.

Mootori rootori struktuuri mehaanilise tugevuse tagamiseks vastab operatiivvajadustele, koostatakse rootori struktuuri kolmemõõtmeline mudel, kasutades lõplike elementide meetodeid. Rakendades mootori nimikiiruse pöörleva inertsakoormuse, kontrollitakse rootori konstruktsioonipinget. Joonis 2 näitab mootori rootori pingejaotuse pilvekaarti, mis näitab rootori südamiku maksimaalset pinget 0,98 MPa. Arvestades, et mootori rootori materjal on räniratas, mille saalistugevus on 405 MPa, on maksimaalne pinge nendes tingimustes langeva tugevuse all, kinnitades, et rootori struktuur vastab mehaanilistele nõuetele.

Kiire väikese võimsusega püsimagnetimootorite jaoks pakutakse tootmisprotsessi lihtsustamiseks välja trapetsikujulistel magnetidel põhinev tangentsiaalselt manustatud rootori struktuur. Lõplike elementide simulatsiooni tulemused näitavad, et magnetiparameetrite määramine nõuab väljundmomendi, pöördemomendi pulsatsiooni, tootmisprotsesside ja vigade põhjalikku kaalumist. Rootori välispinna optimeerimine võib veelgi vähendada pöördemomendi pulsatsiooni. Uuring näitab, et uus mootori rootori struktuur lihtsustab märkimisväärselt rootori töötlemist ja kulusid minimaalse mõjuga pöördemomendi jõudlusele, pakkudes seda tüüpi mootori optimeerimiseks väärtuslikku tehnilist disainilahendust ja viidet.