디자인 회전자 구조는 매우 중요합니다. 영구자석 모터의 다양한 유형의 로터 구조에는 적합한 용도가 있으므로 각 로터 구조를 연구하고 이해하는 것이 필요합니다.
#### 영구 자석 동기 모터 로터 구조 설계 시 고려 사항:
1. **로터 파형 정현파화**
2. **Ld와 Lq의 차이를 늘리세요**
3. **특정 고조파 약화**
4. **맥동 억제**
5. **로터 원심력 보장**
6. **약한 자기 속도 조절 기능을 만나보세요**
7. **모터 비용 설계 요구 사항 충족**
8. **모터 역률 요구 사항 충족**
9. **모터 출력 전력 확인**
#### I. 에어 갭 자기 밀도 정현파
**표면 장착형 빵형 자석 구조:**
- **특성:** 고정자와 회전자 사이의 에어 갭 자기 밀도의 정현파를 향상시켜 토크 맥동을 낮추고 전류 변화에 따른 토크의 선형성이 우수합니다. 일반적으로 소형 또는 초대형 모터, 저속 및 높은 제어 요구 사항 환경에 사용됩니다.
- **단점:** 자석의 와전류가 높고 빵형 자석의 가공 비용이 높으며 약한 자기 속도 확장에는 적합하지 않습니다.
**내장 불평등 에어 갭 구조:**
- **특성:** 로터 에어 갭 정현성을 개선하고 토크 맥동을 줄이며 자석 보호 커버 사용을 피하고 너무 빠르지 않은 모터에 적합하여 자석 와전류를 줄입니다.
- **단점:** 제한된 약한 자기 속도 확장 기능, 표면 장착형 모터에 비해 특정 자기 누출, 표면 장착형 모터보다 큰 인덕턴스 및 낮은 역률. 고정자 전류에 의한 고조파 생성 증가.
#### Ⅱ. Ld와 Lq의 차이를 늘려 모터 릴럭턴스 토크 향상
일반적으로 약한 자기 속도 확장이 필요한 응용 분야와 상대적으로 토크 밀도가 높은 모터에 적용 가능합니다.
**유형 I:**
- **특성:** 펀치 시트의 외경이 150mm 이내이고 약한 자기 속도 확장이 필요한 영구 자석 동기 모터에 적합합니다. 자석 재료를 절약하고 약한 자기 속도 조절을 허용하며 최대 8000rpm의 속도에 도달할 수 있습니다.
- **단점:** 속도 조절 확장 능력이 좋지 않고 일반적인 자기저항 토크 성분이 있어 고속 상황에 적합하지 않으며 원심력 저항이 좋지 않습니다.
**V형:**
- **특성:** 간단한 구조, 우수한 약한 자기 속도 조절 기능, 소수의 로터 설계 매개변수, 최대 12000rpm까지 수용할 수 있습니다.
- **단점:** 전력 저하 현상을 억제하기 위해 두꺼운 자석을 사용하므로 자석 사용량이 많아집니다. 약자기 이후의 고속 에어갭 자속밀도 파형과 역기전력 파형이 좋지 않아 고속 제어 성능이 저하됩니다.
**이중 세그먼트 아크 계수:**
- **특성:** 회전자 자기 밀도 파형을 더 잘 조정합니다. 각 자석층의 두께는 일반적으로 4mm 이내로 q축 인덕턴스 손상을 최소화하고 더 큰 릴럭턴스 토크를 제공합니다. 적층형 회전자 자석은 자속과 자기 저항 특성을 모두 갖고 있어 모터 설계에 두 특성을 효과적으로 활용할 수 있습니다. 고속 고출력, 저속 고토크 용도에 적합하며 외경이 160mm 이내인 펀치 시트에는 적합하지 않습니다.
- **단점:** 복잡한 자석 삽입, 복잡한 로터 구조, 증가된 설계 가변성 및 로터 변수 증가.
**이중 유형 I:**
- **특징:** 자석 재료 절약, 큰 모터 릴럭턴스 토크, 높은 고속 효율, 낮은 모터 비용. 고속 주행에 적합한 높은 고정자 전기 밀도 방식으로 상당한 비용 이점을 얻을 수 있습니다.
- **단점:** 전력 저하 현상이 뚜렷하고 역률이 낮습니다.
#### III. 맥동 억제 및 고조파 약화를 위한 보조 설계
1. **로터 에어 갭 표면의 보조 슬롯:**
- **특징:** 대부분의 보조 슬롯은 자기 절연 브리지 근처에 위치하여 로터에 고르지 않은 에어 갭 효과를 생성하고 자기 저항으로 인해 자기 절연 브리지 내에서 과도한 자기 밀도를 방지합니다. 이는 맥동 억제 및 고조파 억제에 이점이 있으며 로터 표면을 어느 정도 냉각시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
- **단점:** 고속 상황에는 적합하지 않습니다.
2. **에어 갭 근처 로터의 슬롯:**
- **특성:** 고정자 고조파를 억제하고, 회전자 표면 철손을 줄이며, 모터 토크 맥동을 억제하는 데 도움이 됩니다. 작은 슬롯은 금형 요구 사항을 증가시킵니다.
#### IV. 자기분리 브릿지 및 보강 리브 설계로 로터 원심력 확보
1. **스프링형:**
- **특징:** 곡선구조 설계를 통해 원심력을 견디는 2개의 메인 모따기 각도를 증가시켰습니다. 스프링 구조는 공간 조정 능력이 좋습니다.
2. **자기 격리 브리지 응력 유형을 변경하기 위한 보조 개방:**
- **특성:** 자기 분리 브리지의 원심력을 견디는 능력을 향상시키고 공간 확장 능력을 향상시킵니다.
