Designul structura rotoarelor în motoarele cu magnet permanenți este crucială. Diferitele tipuri de structuri de rotor au propriile lor aplicații adecvate, așa că este necesar să se studieze și să se înțeleagă fiecare structură a rotorului.
#### Considerații pentru proiectarea structurii rotorului motorului sincron cu magnet permanent:
1. **Sinusoidalizarea formei de undă a rotorului**
2. **Măriți diferența dintre Ld și Lq**
3. **Slăbiți anumite armonici**
4. **Suprimarea pulsațiilor**
5. **Asigurați forța centrifugă a rotorului**
6. **Întâlnește capacitatea slabă de reglare a vitezei magnetice**
7. **Îndepliniți cerințele de proiectare a costurilor motorului**
8. **Îndepliniți cerințele factorului de putere a motorului**
9. **Asigurați puterea de ieșire a motorului**
#### I. Interfer de aer Densitate magnetică Sinusoidalitate
**Structură magnetică de tip pâine montată pe suprafață:**
- **Caracteristici:** Îmbunătățește sinusoidalitatea densității magnetice a spațiului de aer dintre stator și rotor, rezultând o pulsație scăzută a cuplului și o bună liniaritate a cuplului cu modificările curentului. Utilizat în mod obișnuit în motoare mici sau foarte mari, în medii cu viteză mică și cu cerințe ridicate de control.
- **Dezavantaje:** Curenți turbionari mari în magneți, costuri mari de procesare a magneților de tip pâine, nu sunt potrivite pentru extinderea vitezei magnetice slabe.
**Structură de aer inegal încorporată:**
- **Caracteristici:** Îmbunătățește sinusoidalitatea spațiului de aer al rotorului, reduce pulsația cuplului, evită utilizarea capacelor de protecție a magnetului și este potrivit pentru motoare cu viteze nu prea mari, reducând curenții turbionari magnetici.
- **Dezavantaje:** Capacitate limitată de extindere a vitezei magnetice slabe, anumite scurgeri magnetice în comparație cu motoarele montate pe suprafață, inductanță mai mare decât motoarele montate pe suprafață și factor de putere mai mic. Generare crescută de armonici de către curentul statoric.
#### II. Creșterea diferenței dintre Ld și Lq pentru a crește cuplul de reluctitate a motorului
Se aplică în general aplicațiilor care necesită expansiune mare a vitezei magnetice slabe și motoare cu densitate relativ mare a cuplului.
**Tipul I:**
- **Caracteristici:** Potrivit pentru motoarele sincrone cu magnet permanenți cu un diametru exterior al foilor perforate în limita a 150 mm care necesită o anumită expansiune slabă a vitezei magnetice. Economisește material magnetic, permite o reglare slabă a vitezei magnetice și poate atinge viteze de până la 8000 rpm.
- **Dezavantaje:** Capacitate slabă de expansiune de reglare a vitezei, componentă generală a cuplului de reluctanță, nepotrivită pentru situații de viteză mare și rezistență slabă la forța centrifugă.
**Tip V:**
- **Caracteristici:** Structură simplă, capacitate bună de reglare a vitezei magnetice slabe, puțini parametri de proiectare a rotorului și poate găzdui până la 12000 rpm.
- **Dezavantaje:** Pentru a suprima fenomenele de cădere de putere, se folosesc magneți mai groși, ceea ce duce la o utilizare mai mare a magnetului. Forma de undă a densității magnetice a decalajului de aer de mare viteză magnetică slabă și forma de undă EMF din spate sunt slabe, reducând performanța de control la viteză mare.
**Coeficient de arc cu două segmente:**
- **Caracteristici:** Reglează mai bine forma de undă a densității magnetice a rotorului. Grosimea fiecărui strat de magnet este, în general, de 4 mm, dăunând minim inductanța axei q, oferind un cuplu de reluctitate mai mare. Magneții rotori stratificati au atât caracteristici de flux magnetic, cât și de reluctantă, permițând folosirea eficientă a ambilor în proiectarea motorului. Potrivit pentru aplicații cu viteză mare, putere mare, viteză mică, cuplu mare, nu este potrivit pentru foi perforate cu un diametru exterior de 160 mm.
- **Dezavantaje:** Introducere complicată a magnetului, structură complexă a rotorului, variabilitate crescută a designului și variabile crescute ale rotorului.
**Tipul dublu I:**
- **Caracteristici:** Economisește materialul magnetic, cuplul mare de reluctanță a motorului, eficiența de mare viteză, costul motorului scăzut. Avantaje semnificative de cost în schemele cu densitate electrică a statorului mare, potrivite pentru funcționarea la viteză mare.
- **Dezavantaje:** Fenomene vizibile de cădere de putere, factor de putere mai scăzut.
#### III. Proiectare auxiliară pentru suprimarea pulsațiilor și slăbirea armonicii
1. **Fante auxiliare pe suprafața spațiului de aer al rotorului:**
- **Caracteristici:** Majoritatea fantelor auxiliare sunt în apropierea podului de izolare magnetică, creând un efect de aer neuniform pentru rotor și prevenind densitatea magnetică excesivă în puntea de izolare magnetică din cauza rezistenței magnetice. Are beneficii pentru suprimarea pulsațiilor și suprimarea armonică și poate ajuta la răcirea suprafeței rotorului într-o oarecare măsură.
- **Dezavantaje:** Nu este potrivit pentru situații de mare viteză.
2. **Sloturi pe rotor lângă spațiul de aer:**
- **Caracteristici:** Suprimă armonicile statorice, reduce pierderea de fier pe suprafața rotorului și ajută la suprimarea pulsațiilor cuplului motorului. Fantele mici cresc cerințele de matriță.
#### IV. Asigurarea forței centrifuge a rotorului cu punte de izolare magnetică și design nervurat de armare
1. **Tip de primăvară:**
- **Caracteristici:** Mărește unghiurile celor două teșituri principale care poartă forța centrifugă printr-un design de structură curbat. Structura cu arc are o capacitate bună de reglare spațială.
2. **Deschidere auxiliară pentru modificarea tipului de tensiune a podului de izolare magnetică:**
- **Caracteristici:** Îmbunătățește capacitatea punții de izolare magnetică de a rezista forței centrifuge și îmbunătățește capacitatea de expansiune spațială.
3. **Tip de optimizare armonică:**
- **Caracteristici:** Echilibrează rezistența structurală și capacitatea de optimizare a formei de undă a densității magnetice a spațiului de aer.
