Studi tentang optimalisasi struktur rotor motor magnet permanen berkecepatan tinggi dengan magnet trapesium tertanam tangensial

Dalam konteks kekuatan kecil Motor magnet permanen berkecepatan tinggi , untuk memenuhi persyaratan tegangan struktur rotor dan menyederhanakan proses produksi, struktur rotor tertanam yang secara tangensial berdasarkan magnet trapesium diusulkan. Di bawah premis memenuhi persyaratan desain dasar motor, parameter struktur rotor dioptimalkan. Simulasi elemen hingga digunakan untuk menganalisis efek koefisien busur tiang dan struktur permukaan rotor pada torsi cogging, torsi rata -rata, dan riak torsi. Pemeriksaan stres struktural juga dilakukan.

Untuk lebih menyederhanakan proses pembuatan dan perakitan rotor motor, membuatnya lebih cocok untuk aplikasi berkecepatan tinggi, penelitian ini mengusulkan struktur rotor tertanam baru yang didasarkan pada magnet trapesium untuk motor magnet permanen daya kecil menggunakan gulungan terkonsentrasi slot fraksional. Dengan stator menggunakan struktur inti tersegmentasi, struktur permukaan rotor dioptimalkan. Analisis terperinci tentang bagaimana parameter struktur rotor ini mempengaruhi riak torsi dan torsi rata -rata memberikan referensi berharga untuk desain motor tersebut.

Motor mengadopsi belitan terkonsentrasi slot fraksional, dan stator menggunakan struktur perakitan tersegmentasi, memfasilitasi proses belitan otomatis dan mengurangi biaya produksi dan pemrosesan. Rotor menggunakan struktur yang tertanam secara tangensial, dengan magnet trapesium secara langsung dimasukkan ke dalam slot rotor. Dibandingkan dengan struktur rotor tangensial tradisional, desain baru ini mengurangi biaya pemrosesan inti rotor dan menyederhanakan proses perakitan.

Optimalisasi struktur rotor motor dibagi menjadi dua bagian: optimalisasi parameter struktur magnet dan parameter struktur permukaan rotor. Parameter struktur magnet termasuk lebar dasar bawah L1, lebar dasar L2 atas, dan tinggi. Lebar dasar L1 bawah dan tinggi dapat ditentukan sebelumnya berdasarkan struktur motor. Diameter dalam rotor dibatasi oleh poros motor, dan mempertimbangkan persyaratan pemrosesan rotor dan perakitan, ketebalan cincin bagian dalam rotor pada dasarnya diperbaiki. Dengan demikian, ketinggian magnet telah ditentukan sebelumnya dan tidak dianggap sebagai parameter optimasi.

Tanpa mempertimbangkan saturasi, volume magnet dalam rotor sebanding dengan hubungan fluks magnetik permanen dari rotor motor. Untuk memastikan kemampuan output torsi motor, lebar dasar magnet trapesium yang lebih rendah harus dimaksimalkan sebelum mengoptimalkan struktur rotor. Namun, lebar dasar bawah yang lebih besar menghasilkan lebar jembatan penghubung yang lebih kecil di inti rotor, mempengaruhi tegangan rotor. Prinsip untuk menentukan lebar dasar yang lebih rendah dari magnet adalah untuk meminimalkan lebar jembatan sambil memastikan tegangan rotor memenuhi persyaratan. Setelah lebar dasar bawah ditentukan, metode elemen hingga digunakan untuk menentukan dimensi dasar atas.

Untuk memastikan kekuatan mekanik dari struktur rotor motor memenuhi persyaratan operasional, model tiga dimensi dari struktur rotor ditetapkan menggunakan metode elemen hingga. Menerapkan beban inersia rotasi dari kecepatan pengenal motor, tegangan struktural rotor diverifikasi. Gambar 2 menunjukkan peta awan distribusi tegangan rotor motor, menunjukkan tegangan inti rotor maksimum 0,98 MPa. Mengingat bahwa bahan rotor motor adalah baja silikon dengan kekuatan luluh 405 MPa, tegangan maksimum dalam kondisi ini berada di bawah kekuatan luluh, mengkonfirmasikan bahwa struktur rotor memenuhi persyaratan mekanis.

Untuk motor magnet permanen daya berkecepatan tinggi, struktur rotor tertanam yang secara tangensial berdasarkan magnet trapesium diusulkan untuk menyederhanakan proses produksi. Hasil simulasi elemen hingga menunjukkan bahwa menentukan parameter magnet memerlukan pertimbangan komprehensif torsi output, riak torsi, proses manufaktur, dan kesalahan. Mengoptimalkan permukaan luar rotor selanjutnya dapat mengurangi riak torsi. Studi ini menunjukkan bahwa struktur rotor motor baru secara signifikan menyederhanakan pemrosesan rotor dan biaya dengan dampak minimal pada kinerja torsi, memberikan pengalaman desain teknik yang berharga dan referensi untuk mengoptimalkan jenis motor ini.