Kajian tentang Pengoptimuman Struktur Pemutar Motor Magnet Kekal Berkelajuan Tinggi dengan Magnet Trapezoid Terbenam Tangensial

Dalam konteks kuasa kecil motor magnet kekal berkelajuan tinggi , untuk memenuhi keperluan tegasan 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 rotor dioptimumkan. Simulasi unsur terhingga digunakan untuk menganalisis kesan pekali arka kutub dan struktur permukaan pemutar 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 tertanam tangen baharu berdasarkan magnet trapezoid untuk motor magnet kekal kuasa kecil menggunakan belitan tertumpu slot pecahan. Dengan stator menggunakan struktur teras bersegmen, struktur permukaan rotor dioptimumkan. Analisis terperinci tentang bagaimana parameter struktur rotor ini mempengaruhi riak tork dan tork purata memberikan rujukan berharga untuk reka bentuk motor tersebut.

Motor mengguna pakai belitan tertumpu slot pecahan, dan stator menggunakan struktur pemasangan bersegmen, memudahkan proses penggulungan automatik dan mengurangkan kos pengeluaran dan pemprosesan. Rotor menggunakan struktur tertanam secara tangen, dengan magnet trapezoid dimasukkan terus ke dalam slot rotor. Berbanding dengan struktur rotor tangen tradisional, reka bentuk baharu ini mengurangkan kos pemprosesan teras rotor dan memudahkan proses pemasangan.

Pengoptimuman struktur rotor motor dibahagikan kepada dua bahagian: pengoptimuman parameter struktur magnet dan parameter struktur permukaan rotor. Parameter struktur magnet termasuk lebar tapak bawah L1, lebar tapak atas L2, dan ketinggian. Lebar tapak bawah L1 dan ketinggian boleh ditentukan secara awal berdasarkan struktur motor. Diameter dalam pemutar dihadkan oleh aci motor, dan mempertimbangkan pemprosesan pemutar dan keperluan pemasangan, ketebalan cincin dalam pemutar pada dasarnya tetap. Oleh itu, ketinggian magnet telah ditetapkan dan tidak dianggap sebagai parameter pengoptimuman.

Tanpa mengambil kira ketepuan, isipadu magnet dalam pemutar adalah berkadar dengan pautan fluks magnet kekal pemutar motor. Untuk memastikan keupayaan keluaran tork motor, lebar tapak bawah magnet trapezoid mesti dimaksimumkan sebelum mengoptimumkan struktur rotor. Walau bagaimanapun, lebar tapak lebih rendah yang lebih besar menghasilkan lebar jambatan penghubung yang lebih kecil dalam teras pemutar, yang menjejaskan tegasan pemutar. Prinsip untuk menentukan lebar asas yang lebih rendah bagi magnet adalah untuk meminimumkan lebar jambatan sambil memastikan tegasan pemutar memenuhi keperluan. Setelah lebar tapak bawah ditentukan, kaedah unsur terhingga digunakan untuk menentukan dimensi tapak atas.

Untuk memastikan kekuatan mekanikal struktur rotor motor memenuhi keperluan operasi, model tiga dimensi struktur rotor diwujudkan menggunakan kaedah elemen terhingga. Menggunakan beban inersia putaran kelajuan terkadar motor, tegasan struktur rotor disahkan. Rajah 2 menunjukkan peta awan pengagihan tegasan pemutar motor, menunjukkan tegasan teras pemutar maksimum 0.98 MPa. Memandangkan bahan pemutar motor adalah keluli silikon dengan kekuatan hasil 405 MPa, tegasan maksimum di bawah keadaan ini adalah di bawah kekuatan hasil, mengesahkan bahawa struktur pemutar memenuhi keperluan mekanikal.

Untuk motor magnet kekal kuasa kecil berkelajuan tinggi, struktur rotor tertanam secara tangen berdasarkan magnet trapezoid dicadangkan untuk memudahkan proses pengeluaran. Keputusan simulasi unsur terhingga menunjukkan bahawa penentuan parameter magnet memerlukan pertimbangan menyeluruh terhadap tork output, riak tork, proses pembuatan dan ralat. Mengoptimumkan permukaan luar rotor boleh mengurangkan lagi riak tork. Kajian menunjukkan bahawa struktur pemutar motor baharu dengan ketara memudahkan pemprosesan pemutar dan kos dengan kesan minimum ke atas prestasi tork, memberikan pengalaman reka bentuk kejuruteraan yang berharga dan rujukan untuk mengoptimumkan jenis motor ini.