उच्च गति वाले स्थायी चुंबक मोटर रोटर्स संरचना के अनुकूलन पर अध्ययन स्पर्शरेखा एम्बेडेड ट्रेपोज़ॉइडल मैग्नेट के साथ

छोटी शक्ति के संदर्भ में हाई-स्पीड स्थायी चुंबक मोटर्स , ट्रेपेज़ॉइडल मैग्नेट पर आधारित एक स्पर्शरेखा एम्बेडेड रोटर संरचना प्रस्तावित है। , रोटर संरचना की तनाव आवश्यकताओं को पूरा करने और उत्पादन प्रक्रिया को सरल बनाने के लिए मोटर की बुनियादी डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करने के आधार पर, रोटर संरचना मापदंडों को अनुकूलित किया जाता है। परिमित तत्व सिमुलेशन को कोगिंग टॉर्क, औसत टोक़ और टोक़ रिपल पर पोल आर्क गुणांक और रोटर सतह संरचना के प्रभावों का विश्लेषण करने के लिए नियोजित किया गया है। संरचनात्मक तनाव जांच भी आयोजित की जाती है।

मोटर रोटर के विनिर्माण और विधानसभा प्रक्रिया को और सरल बनाने के लिए, यह उच्च गति वाले अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त है, यह अध्ययन एक नई स्पर्शरेखा एम्बेडेड रोटर संरचना का प्रस्ताव करता है जो कि छोटे बिजली स्थायी चुंबक मोटर्स के लिए ट्रैपज़ॉइडल मैग्नेट पर आधारित है, जो कि आंशिक-स्लॉट केंद्रित वाइंडिंग का उपयोग कर रहा है। एक खंडित कोर संरचना का उपयोग करके स्टेटर के साथ, रोटर सतह संरचना को अनुकूलित किया जाता है। इन रोटर संरचना पैरामीटर कैसे टोक़ रिपल और औसत टोक़ को प्रभावित करते हैं, इसका विस्तृत विश्लेषण इस तरह के मोटर्स के डिजाइन के लिए मूल्यवान संदर्भ प्रदान करता है।

मोटर भिन्नात्मक-स्लॉट केंद्रित वाइंडिंग को अपनाता है, और स्टेटर एक खंडित विधानसभा संरचना का उपयोग करता है, स्वचालित घुमावदार प्रक्रियाओं की सुविधा और उत्पादन और प्रसंस्करण लागत को कम करता है। रोटर एक स्पर्शरेखा एम्बेडेड संरचना को नियोजित करता है, जिसमें ट्रेपोज़ॉइडल मैग्नेट सीधे रोटर स्लॉट में डाला जाता है। पारंपरिक स्पर्शरेखा रोटर संरचनाओं की तुलना में, यह नया डिजाइन रोटर कोर प्रसंस्करण लागत को कम करता है और विधानसभा प्रक्रियाओं को सरल बनाता है।

मोटर रोटर संरचना का अनुकूलन दो भागों में विभाजित है: चुंबक संरचना मापदंडों का अनुकूलन और रोटर सतह संरचना मापदंडों। चुंबक संरचना मापदंडों में निचले आधार L1 की चौड़ाई, ऊपरी आधार L2 की चौड़ाई और ऊंचाई शामिल है। निचले आधार L1 और ऊंचाई की चौड़ाई मोटर संरचना के आधार पर प्रारंभिक रूप से निर्धारित की जा सकती है। रोटर का आंतरिक व्यास मोटर शाफ्ट द्वारा सीमित है, और रोटर प्रसंस्करण और विधानसभा आवश्यकताओं को देखते हुए, रोटर की आंतरिक अंगूठी की मोटाई अनिवार्य रूप से तय की जाती है। इस प्रकार, मैग्नेट की ऊंचाई पूर्वनिर्धारित है और एक अनुकूलन पैरामीटर नहीं माना जाता है।

संतृप्ति पर विचार किए बिना, रोटर में मैग्नेट की मात्रा मोटर रोटर के स्थायी चुंबकीय प्रवाह लिंकेज के लिए आनुपातिक है। मोटर की टोक़ आउटपुट क्षमता सुनिश्चित करने के लिए, रोटर संरचना को अनुकूलित करने से पहले ट्रेपेज़ॉइडल मैग्नेट के निचले आधार की चौड़ाई को अधिकतम किया जाना चाहिए। हालांकि, रोटर कोर में एक छोटे से कनेक्टिंग ब्रिज चौड़ाई में एक बड़ी निचली आधार चौड़ाई का परिणाम होता है, जिससे रोटर के तनाव को प्रभावित होता है। मैग्नेट के निचले आधार की चौड़ाई का निर्धारण करने का सिद्धांत पुल की चौड़ाई को कम करना है, जबकि रोटर तनाव आवश्यकताओं को पूरा करता है। एक बार जब निचले आधार की चौड़ाई निर्धारित हो जाती है, तो ऊपरी आधार के आयामों को परिभाषित करने के लिए परिमित तत्व विधियों का उपयोग किया जाता है।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि मोटर रोटर संरचना की यांत्रिक शक्ति परिचालन आवश्यकताओं को पूरा करती है, रोटर संरचना का एक त्रि-आयामी मॉडल परिमित तत्व विधियों का उपयोग करके स्थापित किया जाता है। मोटर की रेटेड गति के घूर्णी जड़ता लोड को लागू करते हुए, रोटर के संरचनात्मक तनाव को सत्यापित किया जाता है। चित्रा 2 मोटर रोटर के तनाव वितरण क्लाउड मैप को दर्शाता है, जो 0.98 एमपीए के अधिकतम रोटर कोर तनाव को दर्शाता है। यह देखते हुए कि मोटर रोटर सामग्री 405 एमपीए की उपज ताकत के साथ सिलिकॉन स्टील है, इन स्थितियों के तहत अधिकतम तनाव उपज की ताकत से नीचे है, यह पुष्टि करते हुए कि रोटर संरचना यांत्रिक आवश्यकताओं को पूरा करती है।

उच्च गति वाली छोटी शक्ति स्थायी चुंबक मोटर्स के लिए, ट्रेपोज़ॉइडल मैग्नेट पर आधारित एक स्पर्शरेखा एम्बेडेड रोटर संरचना उत्पादन प्रक्रिया को सरल बनाने के लिए प्रस्तावित है। परिमित तत्व सिमुलेशन परिणामों से संकेत मिलता है कि चुंबक मापदंडों का निर्धारण करने के लिए आउटपुट टॉर्क, टॉर्क रिपल, विनिर्माण प्रक्रियाओं और त्रुटियों के व्यापक विचार की आवश्यकता होती है। रोटर की बाहरी सतह को अनुकूलित करने से टॉर्क रिपल को और कम किया जा सकता है। अध्ययन से पता चलता है कि नई मोटर रोटर संरचना रोटर प्रसंस्करण को सरल बनाती है और टॉर्क प्रदर्शन पर न्यूनतम प्रभाव के साथ लागत को सरल बनाती है, इस प्रकार की मोटर के अनुकूलन के लिए मूल्यवान इंजीनियरिंग डिजाइन अनुभव और संदर्भ प्रदान करती है।