Kajian pengoptimuman struktur rotor motor magnet kekal berkelajuan tinggi dengan magnet trapezoid tertanam secara tangen

Dalam konteks kuasa kecil Motor magnet kekal berkelajuan tinggi , untuk memenuhi keperluan tekanan struktur pemutar dan memudahkan proses pengeluaran, struktur pemutar tertanam secara tangen berdasarkan magnet trapezoid dicadangkan. Di bawah premis memenuhi keperluan reka bentuk asas motor, parameter struktur pemutar dioptimumkan. Simulasi elemen terhingga digunakan untuk menganalisis kesan pekali arka tiang dan struktur permukaan rotor pada tork cogging, tork purata, dan riak tork. Pemeriksaan tekanan struktur juga dijalankan.

Untuk memudahkan lagi proses pembuatan dan pemasangan pemutar motor, menjadikannya lebih sesuai untuk aplikasi berkelajuan tinggi, kajian ini mencadangkan struktur pemutar yang baru tertanam berdasarkan magnet trapezoid untuk motor magnet kekal kuasa kecil menggunakan lilitan pekat pecahan. Dengan stator menggunakan struktur teras bersegmen, struktur permukaan pemutar dioptimumkan. Analisis terperinci tentang bagaimana parameter struktur pemutar ini mempengaruhi riak tork dan tork purata memberikan rujukan berharga untuk reka bentuk motor tersebut.

Motor mengamalkan lilitan pekat pecahan pecahan, dan stator menggunakan struktur pemasangan yang tersegmentasi, memudahkan proses penggulungan automatik dan mengurangkan kos pengeluaran dan pemprosesan. Rotor menggunakan struktur tertanam secara tangen, dengan magnet trapezoid secara langsung dimasukkan ke dalam slot rotor. Berbanding dengan struktur pemutar tangen tradisional, reka bentuk baru ini mengurangkan kos pemprosesan teras rotor dan memudahkan proses pemasangan.

Pengoptimuman struktur pemutar motor dibahagikan kepada dua bahagian: pengoptimuman parameter struktur magnet dan parameter struktur permukaan pemutar. Parameter struktur magnet termasuk lebar asas L1 yang lebih rendah, lebar asas L2 atas, dan ketinggian. Lebar asas L1 yang lebih rendah dan ketinggian boleh ditentukan secara awal berdasarkan struktur motor. Diameter dalaman pemutar dibatasi oleh aci motor, dan memandangkan pemprosesan pemprosesan dan keperluan pemasangan, ketebalan cincin dalaman pemutar pada dasarnya tetap. Oleh itu, ketinggian magnet ditentukan dan tidak dianggap sebagai parameter pengoptimuman.

Tanpa mempertimbangkan tepu, jumlah magnet dalam pemutar adalah berkadar dengan hubungan fluks magnet kekal pemutar motor. Untuk memastikan keupayaan output tork motor, lebar asas bawah magnet trapezoid mesti dimaksimumkan sebelum mengoptimumkan struktur pemutar. Walau bagaimanapun, lebar asas yang lebih rendah menghasilkan lebar jambatan yang lebih kecil di teras pemutar, yang mempengaruhi tekanan pemutar. Prinsip untuk menentukan lebar asas yang lebih rendah dari magnet adalah untuk meminimumkan lebar jambatan sambil memastikan tekanan pemutar memenuhi keperluan. Sebaik sahaja lebar asas yang lebih rendah ditentukan, kaedah elemen terhingga digunakan untuk menentukan dimensi asas atas.

Untuk memastikan kekuatan mekanikal struktur pemutar motor memenuhi keperluan operasi, model tiga dimensi struktur pemutar ditubuhkan menggunakan kaedah unsur terhingga. Memohon beban inersia putaran kelajuan yang diberi nilai motor, tekanan struktur pemutar disahkan. Rajah 2 menunjukkan peta awan pengedaran tegasan pemutar motor, menunjukkan tekanan teras maksimum maksimum 0.98 MPa. Memandangkan bahan pemutar motor adalah keluli silikon dengan kekuatan hasil 405 MPa, tekanan maksimum di bawah keadaan ini berada di bawah kekuatan hasil, mengesahkan bahawa struktur pemutar memenuhi keperluan mekanikal.

Bagi motor magnet kekal kecil berkelajuan tinggi, struktur pemutar tertanam secara tangen berdasarkan magnet trapezoid dicadangkan untuk memudahkan proses pengeluaran. Hasil simulasi elemen terhingga menunjukkan bahawa menentukan parameter magnet memerlukan pertimbangan komprehensif tork output, riak tork, proses pembuatan, dan kesilapan. Mengoptimumkan permukaan luar pemutar dapat mengurangkan lagi riak tork. Kajian ini menunjukkan bahawa struktur pemutar motor baru dengan ketara memudahkan pemprosesan rotor dan kos dengan kesan minimum terhadap prestasi tork, memberikan pengalaman reka bentuk kejuruteraan yang berharga dan rujukan untuk mengoptimumkan jenis motor ini.