永久磁石同期式の磁気モーター回転子の構造を理解する方法

のデザイン ローター構造は非常に重要です。 永久磁石モーターのローターの構造にはそれぞれ適した用途があるため、それぞれのローターの構造を調べて理解する必要があります。

#### 永久磁石同期モーターのローター構造設計に関する考慮事項:

1. **ローター波形の正弦波化**

2. **Ld と Lq の差を大きくする**

3. **特定の高調波を弱める**

4. **脈動抑制**

5. **ローターの遠心力を確保**

6. **弱い磁気速度調整機能を満たしています**

7. **モーターのコスト設計要件を満たす**

8. **モーターの力率要件を満たす**

9. **モーターの出力電力を確保**

#### I. エアギャップ磁密度の正弦波性

**表面実装パン型磁石の構造:**

- **特徴:** ステーターとローター間のエアギャップ磁密度の正弦波性を強化し、その結果、トルク脈動が低くなり、電流変化に対するトルクの良好な直線性が得られます。通常、小型または非常に大型のモーター、低速、および高度な制御要件の環境で使用されます。

- **欠点:** 磁石内の渦電流が高く、パン型磁石の加工コストが高く、弱い磁力の速度拡張には適していません。

**不等空隙構造内蔵:**

- **特徴:** ローターのエアギャップの正弦波性を改善し、トルク脈動を低減し、磁石保護カバーの使用を回避し、高速すぎないモーターに適しており、磁石の渦電流を低減します。

- **欠点:** 弱い磁気の速度拡張能力が限られており、表面実装モーターと比較して一定の磁気漏れがあり、表面実装モーターよりもインダクタンスが大きく、力率が低い。固定子電流による高調波発生の増加。

#### II. LdとLqの差を大きくしてモータのリラクタンストルクを高める

一般に、弱磁性の高速膨張を必要とするアプリケーションや比較的高いトルク密度のモーターに適用できます。

**タイプ I:**

- **特徴:** パンチシート外径150mm以内で、ある程度の弱磁力の速度拡張が必要な​​永久磁石同期モータに適しています。磁石材料を節約し、弱い磁力による速度調整が可能で、最大 8000 rpm の速度に達します。

- **欠点:** 速度調整拡張能力が低く、一般的なリラクタンス トルク成分があり、高速状況には適しておらず、遠心力耐性が低い。

**V タイプ:**

- **特徴:** シンプルな構造、優れた弱磁性速度調整機能、ローター設計パラメータが少なく、最大 12000 rpm に対応できます。

- **欠点:** 電力低下現象を抑制するために、より厚い磁石が使用され、磁石の使用量が増加します。弱磁界後の高速エアギャップ磁束密度波形や逆起電力波形が悪く、高速制御性能が低下します。

**デュアルセグメントアーク係数:**

- **特徴:** ローターの磁束密度波形をより適切に調整します。各磁石層の厚さは通常 4 mm 以内であり、q 軸インダクタンスへのダメージが最小限に抑えられ、より大きなリラクタンス トルクが得られます。積層型ロータマグネットは磁束特性と磁気抵抗特性の両方を備えており、両方をモータ設計に有効に活用できます。高速・高出力、低速・高トルクの用途に適していますが、外径160mm以内のパンチシートには適しません。

- **欠点:** 複雑な磁石の挿入、複雑なローター構造、設計の変動性の増加、およびローターの変数の増加。

**ダブル タイプ I:**

- **特徴:** 磁石材料を節約し、大きなモーターリラクタンストルク、高い高速効率、低モーターコストを実現します。高ステータ電気密度方式でコストが大幅に向上し、高速走行に適しています。

- **欠点:** 顕著な電力低下現象、力率の低下。

#### III.脈動抑制と高調波減衰のための補助設計

1. **ローターエアギャップ表面の補助スロット:**

- **特徴:** 補助スロットのほとんどは磁気絶縁ブリッジの近くにあり、ローターに不均一なエアギャップ効果を生み出し、磁気抵抗による磁気絶縁ブリッジ内の過剰な磁密度を防ぎます。脈動抑制や高調波抑制に効果があり、ローター表面をある程度冷却することができます。

- **欠点:** 高速な状況には適していません。

2. **エアギャップ付近のローターのスロット:**

- **特長：** ステータ高調波を抑制し、ロータ表面鉄損を低減し、モータのトルク脈動を抑制します。スロットが小さいと、金型の要件が増加します。

#### IV.防磁ブリッジと補強リブ設計でローター遠心力を確保

1. **スプリングタイプ:**

- **特徴:** 湾曲した構造設計により、遠心力を支える 2 つのメイン面取りの角度を増加させます。スプリング構造により空間調整能力に優れています。

2. **磁気絶縁ブリッジの応力タイプを変更するための補助開口部:**

- **特徴:** 磁気分離ブリッジの遠心力に対する耐性を向上させ、空間拡張能力を高めます。

3. **高調波最適化タイプ:**

- **特徴:** 構造強度とエアギャップ磁密度波形最適化機能のバランスをとります。