टेंगेंशियली एंबेडेड ट्रैपेज़ॉइडल मैग्नेट के साथ हाई-स्पीड स्थायी चुंबक मोटर रोटर्स संरचना के अनुकूलन पर अध्ययन

छोटी शक्ति के सन्दर्भ में उच्च गति वाले स्थायी चुंबक मोटर्स , ट्रैपेज़ॉइडल मैग्नेट पर आधारित एक स्पर्शरेखीय रूप से 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। कॉगिंग टॉर्क, औसत टॉर्क और टॉर्क रिपल पर पोल आर्क गुणांक और रोटर सतह संरचना के प्रभावों का विश्लेषण करने के लिए परिमित तत्व सिमुलेशन का उपयोग किया जाता है। संरचनात्मक तनाव जाँच भी आयोजित की जाती हैं।

मोटर रोटर के निर्माण और असेंबली प्रक्रिया को और अधिक सरल बनाने के लिए, इसे उच्च गति अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त बनाने के लिए, यह अध्ययन फ्रैक्शनल-स्लॉट केंद्रित वाइंडिंग्स का उपयोग करके छोटी शक्ति वाले स्थायी चुंबक मोटर्स के लिए ट्रैपेज़ॉइडल मैग्नेट पर आधारित एक नई स्पर्शरेखीय रूप से एम्बेडेड रोटर संरचना का प्रस्ताव करता है। खंडित कोर संरचना का उपयोग करने वाले स्टेटर के साथ, रोटर सतह संरचना को अनुकूलित किया जाता है। ये रोटर संरचना पैरामीटर टॉर्क तरंग और औसत टॉर्क को कैसे प्रभावित करते हैं इसका विस्तृत विश्लेषण ऐसे मोटर्स के डिजाइन के लिए मूल्यवान संदर्भ प्रदान करता है।

मोटर फ्रैक्शनल-स्लॉट केंद्रित वाइंडिंग को अपनाता है, और स्टेटर एक खंडित असेंबली संरचना का उपयोग करता है, जो स्वचालित वाइंडिंग प्रक्रियाओं को सुविधाजनक बनाता है और उत्पादन और प्रसंस्करण लागत को कम करता है। रोटर एक स्पर्शरेखीय रूप से एम्बेडेड संरचना को नियोजित करता है, जिसमें ट्रैपेज़ॉइडल मैग्नेट सीधे रोटर स्लॉट में डाले जाते हैं। पारंपरिक स्पर्शरेखीय रोटर संरचनाओं की तुलना में, यह नया डिज़ाइन रोटर कोर प्रसंस्करण लागत को कम करता है और असेंबली प्रक्रियाओं को सरल बनाता है।

मोटर रोटर संरचना के अनुकूलन को दो भागों में विभाजित किया गया है: चुंबक संरचना मापदंडों का अनुकूलन और रोटर सतह संरचना मापदंडों का अनुकूलन। चुंबक संरचना मापदंडों में निचले आधार L1 की चौड़ाई, ऊपरी आधार L2 की चौड़ाई और ऊंचाई शामिल है। निचले आधार L1 की चौड़ाई और ऊंचाई 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 असेंबली आवश्यकताओं को ध्यान में रखते हुए, रोटर की आंतरिक रिंग की मोटाई अनिवार्य रूप से तय की जाती है। इस प्रकार, चुम्बकों की ऊँचाई पूर्व निर्धारित होती है और इसे अनुकूलन पैरामीटर नहीं माना जाता है।

संतृप्ति पर विचार किए बिना, रोटर में चुंबक की मात्रा मोटर रोटर के स्थायी चुंबकीय प्रवाह लिंकेज के समानुपाती होती है। मोटर की टॉर्क आउटपुट क्षमता सुनिश्चित करने के लिए, रोटर संरचना को अनुकूलित करने से पहले ट्रैपेज़ॉइडल मैग्नेट के निचले आधार की चौड़ाई को अधिकतम किया जाना चाहिए। हालाँकि, बड़ी निचली आधार चौड़ाई के परिणामस्वरूप रोटर कोर में कनेक्टिंग ब्रिज की चौड़ाई कम हो जाती है, जो रोटर के तनाव को प्रभावित करती है। चुम्बकों की निचली आधार चौड़ाई निर्धारित करने का सिद्धांत रोटर तनाव आवश्यकताओं को पूरा करते हुए सुनिश्चित करते हुए पुल की चौड़ाई को कम करना है। एक बार निचले आधार की चौड़ाई निर्धारित हो जाने पर, 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, परिमित तत्व विधियों का उपयोग करके रोटर संरचना का एक त्रि-आयामी मॉडल स्थापित किया जाता है। मोटर की रेटेड गति के घूर्णी जड़त्व भार को लागू करके, रोटर के संरचनात्मक तनाव को सत्यापित किया जाता है। चित्र 2 मोटर रोटर के तनाव वितरण क्लाउड मानचित्र 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 शक्ति के साथ सिलिकॉन स्टील है, इन परिस्थितियों में अधिकतम तनाव उपज ताकत से कम है, यह पुष्टि करता है कि रोटर संरचना यांत्रिक आवश्यकताओं को पूरा करती है।

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