La conception du La structure des rotors dans les moteurs à aimants permanents est cruciale. Différents types de structures de rotor ont leurs propres applications, il est donc nécessaire d’étudier et de comprendre chaque structure de rotor.
#### Considérations pour la conception de la structure du rotor d'un moteur synchrone à aimant permanent :
1. **Sinusoïdalisation de la forme d'onde du rotor**
2. **Augmentez la différence entre Ld et Lq**
3. **Affaiblir certaines harmoniques**
4. **Suppression des pulsations**
5. **Assurer la force centrifuge du rotor**
6. **Répondre à une faible capacité de régulation de vitesse magnétique**
7. **Répondre aux exigences de conception en matière de coût du moteur**
8. **Répondre aux exigences du facteur de puissance du moteur**
9. **Assurer la puissance de sortie du moteur**
#### I. Sinusoïdalité de la densité magnétique de l'entrefer
**Structure magnétique de type pain montée en surface :**
- **Caractéristiques :** Améliore la sinusoïdalité de la densité magnétique de l'entrefer entre le stator et le rotor, ce qui entraîne une faible pulsation de couple et une bonne linéarité du couple avec les changements de courant. Généralement utilisé dans les environnements de petits ou très gros moteurs, à faible vitesse et à exigences de contrôle élevées.
- **Inconvénients :** Courants de Foucault élevés dans les aimants, coûts de traitement élevés des aimants de type pain, ne conviennent pas à une expansion à faible vitesse magnétique.
**Structure d'entrefer inégal intégrée :**
- **Caractéristiques :** Améliore la sinusoïdalité de l'entrefer du rotor, réduit les pulsations de couple, évite l'utilisation de couvercles de protection des aimants et convient aux moteurs à vitesse pas trop élevée, réduisant ainsi les courants de Foucault des aimants.
- **Inconvénients :** Capacité d'expansion de vitesse magnétique faible et limitée, certaines fuites magnétiques par rapport aux moteurs montés en surface, inductance plus grande que les moteurs montés en surface et facteur de puissance inférieur. Augmentation de la génération d'harmoniques par le courant statorique.
#### II. Augmentation de la différence entre Ld et Lq pour améliorer le couple de réluctance du moteur
Généralement applicable aux applications nécessitant une expansion de vitesse magnétique faible et élevée et aux moteurs avec une densité de couple relativement élevée.
**Type I :**
- **Caractéristiques :** Convient aux moteurs synchrones à aimants permanents avec un diamètre extérieur de feuilles perforées inférieur à 150 mm nécessitant une certaine expansion de vitesse magnétique faible. Il permet d'économiser du matériau magnétique, permet une faible régulation de la vitesse magnétique et peut atteindre des vitesses allant jusqu'à 8 000 tr/min.
- **Inconvénients :** Mauvaise capacité d'expansion de la régulation de vitesse, composant de couple à réluctance générale, non adapté aux situations à grande vitesse et mauvaise résistance à la force centrifuge.
**Type V :**
- **Caractéristiques :** Structure simple, bonne capacité de régulation de vitesse magnétique faible, peu de paramètres de conception du rotor et peut accueillir jusqu'à 12 000 tr/min.
- **Inconvénients :** Pour supprimer les phénomènes de chute de puissance, des aimants plus épais sont utilisés, ce qui entraîne une utilisation plus importante des aimants. La forme d'onde de densité magnétique d'entrefer à grande vitesse magnétique post-faible et la forme d'onde EMF arrière sont médiocres, réduisant les performances de contrôle à grande vitesse.
**Coefficient d'arc double segment :**
- **Caractéristiques :** Ajuste mieux la forme d'onde de la densité magnétique du rotor. L'épaisseur de chaque couche magnétique est généralement inférieure à 4 mm, ce qui endommage peu l'inductance de l'axe q, offrant un couple de réluctance plus important. Les aimants de rotor en couches présentent à la fois des caractéristiques de flux magnétique et de réluctance, permettant aux deux d'être utilisés efficacement dans la conception de moteurs. Convient aux applications à haute vitesse, haute puissance, basse vitesse et couple élevé, ne convient pas aux feuilles perforées d'un diamètre extérieur inférieur à 160 mm.
- **Inconvénients :** Insertion compliquée de l'aimant, structure de rotor complexe, variabilité de conception accrue et variables de rotor accrues.
**Double type I :**
- **Caractéristiques :** Économies de matériau magnétique, couple de réluctance important du moteur, rendement élevé à grande vitesse, faible coût du moteur. Avantages de coût significatifs dans les schémas à haute densité électrique du stator, adaptés au fonctionnement à grande vitesse.
- **Inconvénients :** Phénomènes de chute de puissance notables, facteur de puissance inférieur.
#### III. Conception auxiliaire pour la suppression des pulsations et l'affaiblissement harmonique
1. **Fentes auxiliaires sur la surface de l'entrefer du rotor :**
- **Caractéristiques :** La plupart des fentes auxiliaires se trouvent à proximité du pont d'isolation magnétique, créant un effet d'entrefer inégal pour le rotor et empêchant une densité magnétique excessive à l'intérieur du pont d'isolation magnétique en raison de la résistance magnétique. Il présente des avantages en matière de suppression des pulsations et d’harmoniques et peut aider à refroidir la surface du rotor dans une certaine mesure.
- **Inconvénients :** Ne convient pas aux situations à grande vitesse.
2. **Fentes sur le rotor près de l'entrefer :**
- **Caractéristiques :** Supprime les harmoniques du stator, réduit la perte de fer à la surface du rotor et aide à supprimer les pulsations du couple moteur. Les petites fentes augmentent les exigences en matière de moule.
#### IV. Assurer la force centrifuge du rotor grâce à un pont d'isolation magnétique et à une conception de nervures de renfort
1. **Type à ressort :**
- **Caractéristiques :** Augmente les angles des deux chanfreins principaux supportant la force centrifuge grâce à une conception de structure incurvée. La structure à ressort présente une bonne capacité d'ajustement spatial.
2. **Ouverture auxiliaire pour modifier le type de contrainte du pont d'isolation magnétique :**
- **Caractéristiques :** Améliore la capacité du pont d'isolation magnétique à résister à la force centrifuge et améliore la capacité d'expansion spatiale.
3. **Type d'optimisation harmonique :**
- **Caractéristiques :** Équilibre la résistance structurelle et la capacité d'optimisation de la forme d'onde de la densité magnétique de l'entrefer.
