Suunnittelu roottoreiden rakenne on ratkaiseva. Kestomagneettimoottoreiden Erityyppisillä roottorirakenteilla on omat sopivat sovelluksensa, joten jokaisen roottorirakenteen tutkiminen ja ymmärtäminen on välttämätöntä.
#### Kestomagneettisynkronisen moottorin roottorirakenteen suunnittelussa huomioitavaa:
1. **Roottorin aaltomuodon sinimuotoilu**
2. **Kasvata eroa Ld:n ja Lq:n välillä**
3. **Heikentää tiettyjä yliaaltoja**
4. **Pyketyksen estäminen**
5. **Varmista roottorin keskipakovoima**
6. **Täytä heikko magneettinen nopeuden säätömahdollisuus**
7. **Täytä moottorikustannussuunnitteluvaatimukset**
8. **Täyttää moottorin tehokerroinvaatimukset**
9. **Varmista moottorin lähtöteho**
#### I. Ilmaraon magneettisen tiheyden sinimuotoisuus
**Pintaan asennettu leipätyyppinen magneettirakenne:**
- **Ominaisuudet:** Parantaa staattorin ja roottorin välisen ilmavälin magneettisen tiheyden sinimuotoisuutta, mikä johtaa alhaiseen vääntömomentin pulsaatioon ja vääntömomentin hyvään lineaarisuuteen virran muutoksilla. Tyypillisesti käytetään pienissä tai erittäin suurissa moottoreissa, hitailla nopeuksilla ja korkeita ohjausvaatimuksia vaativissa ympäristöissä.
- **Haitat:** Magneettien korkeat pyörrevirrat, leipätyyppisten magneettien korkeat käsittelykustannukset, ei sovellu heikon magneettisen nopeuden laajentamiseen.
**Sisäänrakennettu epätasainen ilmarakorakenne:**
- **Ominaisuudet:** Parantaa roottorin ilmaraon sinimuotoisuutta, vähentää vääntömomentin pulsaatiota, välttää magneettisuojakansien käyttöä ja sopii moottoreille, joilla ei ole liian suuria nopeuksia, mikä vähentää magneettipyörrevirtoja.
- **Haitat:** Rajoitettu heikko magneettisen nopeuden laajennuskyky, tietty magneettinen vuoto pinta-asennettaviin moottoreihin verrattuna, suurempi induktanssi kuin pinta-asennetuissa moottoreissa ja pienempi tehokerroin. Staattorivirralla lisääntynyt harmonisten tuotto.
#### II. Ld:n ja Lq:n välisen eron lisääminen moottorin reluktanssin vääntömomentin parantamiseksi
Soveltuu yleisesti sovelluksiin, jotka vaativat suurta heikkoa magneettisen nopeuden laajenemista ja moottoreita, joilla on suhteellisen korkea vääntömomenttitiheys.
**Tyyppi I:**
- **Ominaisuudet:** Soveltuu kestomagneettisynkronimoottoreille, joiden lävistyslevyjen ulkohalkaisija on 150 mm sisällä ja jotka vaativat tiettyä heikkoa magneettisen nopeuden laajenemista. Se säästää magneettimateriaalia, mahdollistaa heikon magneettisen nopeuden säätelyn ja voi saavuttaa jopa 8000 rpm:n nopeudet.
- **Haitat:** Huono nopeuden säätelyn laajennuskyky, yleinen reluktanssivääntömomenttikomponentti, ei sovellu suuriin nopeuksiin, ja huono keskipakovoiman vastus.
**V-tyyppi:**
- **Ominaisuudet:** Yksinkertainen rakenne, hyvä heikko magneettisen nopeuden säätömahdollisuus, vähän roottorin suunnitteluparametreja, ja se kestää jopa 12000 rpm.
- **Haitat:** Tehohäviöilmiöiden estämiseksi käytetään paksumpia magneetteja, mikä lisää magneetin käyttöä. Jälkiheikon magneettisen nopean ilmavälin magneettisen tiheyden aaltomuoto ja taka-EMF-aaltomuoto ovat huonoja, mikä heikentää nopean ohjauksen suorituskykyä.
**Kaksisegmenttinen kaarikerroin:**
- **Ominaisuudet:** Säätää paremmin roottorin magneettisen tiheyden aaltomuotoa. Kunkin magneettikerroksen paksuus on yleensä 4 mm:n sisällä, mikä on minimaalisesti vaurioittava q-akselin induktanssi, mikä tarjoaa suuremman reluktanssivääntömomentin. Kerroksellisilla roottorimagneeteilla on sekä magneettivuo- että reluktanssiominaisuudet, mikä mahdollistaa molempien tehokkaan hyödyntämisen moottorin suunnittelussa. Soveltuu nopeisiin suuritehoisiin, hitaisiin suuriin vääntömomenttisiin sovelluksiin, ei sovellu rei'ityslevyille, joiden ulkohalkaisija on 160 mm.
- **Haitat:** Monimutkainen magneetin asennus, monimutkainen roottorin rakenne, lisääntynyt suunnittelun vaihtelu ja suuremmat roottorin muuttujat.
**Kaksoistyyppi I:**
- **Ominaisuudet:** Säästää magneettimateriaalia, suurta moottorin reluktanssivääntömomenttia, korkean nopeuden hyötysuhdetta, alhaiset moottorikustannukset. Merkittäviä kustannusetuja korkean staattorin sähkötiheyden järjestelmissä, jotka sopivat suuriin nopeuksiin.
- **Haitat:** Huomattavia tehohäviöitä, pienempi tehokerroin.
#### III. Apurakenne sykkeen vaimentamiseen ja harmoniseen heikkenemiseen
1. **Apuurat roottorin ilmaraon pinnassa:**
- **Ominaisuudet:** Useimmat lisäraot ovat lähellä magneettista eristyssiltaa, mikä luo epätasaisen ilmavälivaikutuksen roottoriin ja estää liiallisen magneettisen tiheyden muodostumisen magneettisen eristyssillan sisällä magneettivastuksen vuoksi. Sillä on etuja sykkeen vaimentamiseen ja harmonisten vaimentamiseen ja se voi auttaa jäähdyttämään roottorin pintaa jossain määrin.
- **Haitat:** Ei sovellu suuriin nopeuksiin.
2. **Avat roottorissa lähellä ilmarakoa:**
- **Ominaisuudet:** Vaimentaa staattorin yliaaltoja, vähentää roottorin pinnan rautahäviöitä ja auttaa vaimentamaan moottorin vääntömomentin pulsaatiota. Pienet raot lisäävät muottivaatimuksia.
#### IV. Roottorin keskipakovoiman varmistaminen magneettisen eristyssillan ja vahvistusrivan suunnittelulla
1. **Jousityyppi:**
- **Ominaisuudet:** Lisää keskipakovoimaa kantavien kahden pääviisteen kulmia kaarevan rakenteen ansiosta. Jousirakenteessa on hyvä tilasäätökyky.
2. **Lisäaukko magneettisen eristyssillan jännitystyypin vaihtamiseksi:**
- **Ominaisuudet:** Parantaa magneettisen eristyssillan kykyä kestää keskipakovoimaa ja parantaa tilalaajentumiskykyä.
3. **Harmonisen optimoinnin tyyppi:**
- **Ominaisuudet:** Tasapainottaa rakenteellisen lujuuden ja ilmaraon magneettisen tiheyden aaltomuodon optimointikyvyn.
