O desenho do A estrutura dos rotores em motores de ímã permanente é crucial. Diferentes tipos de estruturas de rotor possuem aplicações próprias, por isso é necessário estudar e compreender cada estrutura de rotor.
#### Considerações para o projeto da estrutura do rotor do motor síncrono de ímã permanente:
1. **Senoidalização da forma de onda do rotor**
2. **Aumente a diferença entre Ld e Lq**
3. **Enfraquece Certos Harmônicos**
4. **Supressão de pulsação**
5. **Garantir a força centrífuga do rotor**
6. **Conheça a fraca capacidade de regulação de velocidade magnética**
7. **Atender aos requisitos de projeto de custo do motor**
8. **Atender aos requisitos do fator de potência do motor**
9. **Garanta a potência de saída do motor**
#### I. Densidade Magnética do Entreferro Senoidalidade
**Estrutura magnética tipo pão montada na superfície:**
- **Características:** Melhora a sinusoidalidade da densidade magnética do entreferro entre o estator e o rotor, resultando em baixa pulsação de torque e boa linearidade de torque com mudanças de corrente. Normalmente usado em motores pequenos ou muito grandes, ambientes de baixa velocidade e altos requisitos de controle.
- **Desvantagens:** Altas correntes parasitas em ímãs, altos custos de processamento de ímãs do tipo pão, não adequados para expansão de velocidade magnética fraca.
**Estrutura de entreferro desigual integrada:**
- **Características:** Melhora a sinusoidalidade do entreferro do rotor, reduz a pulsação de torque, evita o uso de tampas de proteção magnética e é adequado para motores com velocidades não muito altas, reduzindo correntes parasitas magnéticas.
- **Desvantagens:** Capacidade limitada de expansão de velocidade magnética fraca, certo vazamento magnético em comparação com motores montados em superfície, indutância maior do que motores montados em superfície e menor fator de potência. Aumento da geração de harmônicos pela corrente do estator.
#### II. Aumentando a diferença entre Ld e Lq para aumentar o torque de relutância do motor
Geralmente aplicável a aplicações que exigem expansão de velocidade magnética alta e fraca e motores com densidade de torque relativamente alta.
**Tipo I:**
- **Características:** Adequado para motores síncronos de ímã permanente com um diâmetro externo de folhas perfuradas dentro de 150 mm que requerem certa expansão de velocidade magnética fraca. Ele economiza material magnético, permite uma fraca regulação da velocidade magnética e pode atingir velocidades de até 8.000 rpm.
- **Desvantagens:** Capacidade de expansão de regulação de velocidade deficiente, componente de torque de relutância geral, não adequado para situações de alta velocidade e baixa resistência à força centrífuga.
**Tipo V:**
- **Características:** Estrutura simples, boa capacidade de regulação de velocidade magnética fraca, poucos parâmetros de projeto do rotor e pode acomodar até 12.000 rpm.
- **Desvantagens:** Para suprimir fenômenos de queda de energia, são usados ímãs mais grossos, levando a um maior uso de ímãs. A forma de onda de densidade magnética do entreferro magnético pós-fraco de alta velocidade e a forma de onda EMF posterior são ruins, reduzindo o desempenho do controle de alta velocidade.
**Coeficiente de arco de segmento duplo:**
- **Características:** Ajusta melhor a forma de onda da densidade magnética do rotor. A espessura de cada camada magnética é geralmente de 4 mm, danificando minimamente a indutância do eixo q, proporcionando maior torque de relutância. Os ímãs do rotor em camadas possuem características de fluxo magnético e de relutância, permitindo que ambos sejam utilizados de forma eficaz no projeto do motor. Adequado para aplicações de alta velocidade, alta potência e baixa velocidade e alto torque, não adequado para folhas perfuradas com diâmetro externo de 160 mm.
- **Desvantagens:** Inserção complicada do ímã, estrutura complexa do rotor, maior variabilidade de projeto e maiores variáveis do rotor.
**Duplo Tipo I:**
- **Características:** Economiza material magnético, grande torque de relutância do motor, alta eficiência em alta velocidade, baixo custo do motor. Vantagens de custo significativas em esquemas de alta densidade elétrica do estator, adequados para operação em alta velocidade.
- **Desvantagens:** Fenômenos de queda de potência perceptíveis, menor fator de potência.
####III. Projeto Auxiliar para Supressão de Pulsação e Enfraquecimento Harmônico
1. **Slots Auxiliares na Superfície do Entreferro do Rotor:**
- **Características:** A maioria dos slots auxiliares estão próximos à ponte de isolamento magnético, criando um efeito de entreferro irregular para o rotor e evitando densidade magnética excessiva dentro da ponte de isolamento magnético devido à resistência magnética. Tem benefícios para supressão de pulsação e supressão de harmônicos e pode ajudar a resfriar a superfície do rotor até certo ponto.
- **Desvantagens:** Não é adequado para situações de alta velocidade.
2. **Slots no rotor próximos ao entreferro:**
- **Características:** Suprime os harmônicos do estator, reduz a perda de ferro na superfície do rotor e ajuda a suprimir a pulsação de torque do motor. Slots pequenos aumentam os requisitos do molde.
#### 4. Garantindo a força centrífuga do rotor com ponte de isolamento magnético e projeto de nervura de reforço
1. **Tipo Mola:**
- **Características:** Aumenta os ângulos dos dois chanfros principais que suportam a força centrífuga através de um design de estrutura curva. A estrutura da mola possui boa capacidade de ajuste espacial.
2. **Abertura auxiliar para alterar o tipo de tensão da ponte de isolamento magnético:**
- **Características:** Melhora a capacidade da ponte de isolamento magnético de suportar a força centrífuga e aumenta a capacidade de expansão espacial.
3. **Tipo de otimização harmônica:**
**Características:** Equilibra a resistência estrutural e a capacidade de otimização da forma de onda da densidade magnética do entreferro.
