Дизайн Конструкция роторов в двигателях с постоянными магнитами имеет решающее значение. Различные типы роторных конструкций имеют свои собственные области применения, поэтому необходимо изучить и понять каждую конструкцию ротора.
#### Рекомендации по проектированию конструкции ротора синхронного двигателя с постоянными магнитами:
1. **Синусоидализация формы сигнала ротора**
2. **Увеличьте разницу между Ld и Lq**
3. **Ослабление определенных гармоник**
4. **Подавление пульсации**
5. **Обеспечить центробежную силу ротора**
6. **Возможность регулирования скорости при слабом магнитном напряжении**
7. **Соответствие требованиям к стоимости двигателя**
8. **Соответствие требованиям к коэффициенту мощности двигателя**
9. **Убедитесь в выходной мощности двигателя**
#### I. Воздушный зазор Синусоидальность магнитной плотности
**Магнитная конструкция типа «хлеб» для поверхностного монтажа:**
- **Характеристики:** Усиливает синусоидальность магнитной плотности воздушного зазора между статором и ротором, что приводит к низкой пульсации крутящего момента и хорошей линейности крутящего момента при изменении тока. Обычно используется в небольших или очень больших двигателях, в условиях низкой скорости и высоких требований к управлению.
- **Недостатки:** Высокие вихревые токи в магнитах, высокие затраты на обработку магнитов хлебного типа, не подходят для слабого магнитного расширения.
**Встроенная конструкция с неравномерным воздушным зазором:**
- **Характеристики:** Улучшает синусоидальность воздушного зазора ротора, снижает пульсацию крутящего момента, позволяет избежать использования защитных крышек от магнитов и подходит для двигателей с не слишком высокими скоростями, уменьшая вихревые токи магнитов.
- **Недостатки:** Ограниченная способность к расширению скорости при слабом магнитном поле, некоторая утечка магнитного поля по сравнению с двигателями поверхностного монтажа, большая индуктивность, чем у двигателей поверхностного монтажа, и более низкий коэффициент мощности. Увеличение генерации гармоник током статора.
#### II. Увеличение разницы между Ld и Lq для увеличения реактивного момента двигателя
Обычно применимо в приложениях, требующих высокого слабого магнитного расширения скорости и двигателей с относительно высокой плотностью крутящего момента.
**Тип I:**
- **Характеристики:** Подходит для синхронных двигателей с постоянными магнитами с внешним диаметром перфорированных листов до 150 мм, требующих определенного слабого магнитного расширения по скорости. Он экономит материал магнита, обеспечивает слабое магнитное регулирование скорости и может достигать скорости до 8000 об/мин.
- **Недостатки:** Плохая возможность регулирования скорости, общая составляющая реактивного крутящего момента, непригодность для работы на высоких скоростях и плохая устойчивость к центробежной силе.
**V-тип:**
- **Характеристики:** Простая конструкция, хорошая возможность регулирования скорости при слабом магнитном воздействии, небольшое количество конструктивных параметров ротора, скорость до 12000 об/мин.
- **Недостатки:** Для подавления падения мощности используются более толстые магниты, что приводит к более интенсивному использованию магнитов. Форма сигнала магнитной плотности после слабого магнитного высокоскоростного воздушного зазора и форма сигнала обратной ЭДС неудовлетворительны, что снижает эффективность высокоскоростного управления.
**Коэффициент двухсегментной дуги:**
- **Характеристики:** Лучше настраивает форму сигнала магнитной плотности ротора. Толщина каждого магнитного слоя обычно не превышает 4 мм, что минимально повреждает индуктивность по оси q и обеспечивает больший реактивный момент. Многослойные магниты ротора обладают характеристиками как магнитного потока, так и сопротивления сопротивления, что позволяет эффективно использовать их в конструкции двигателей. Подходит для высокоскоростных, высокомощных, низкоскоростных и высокомоментных применений, не подходит для перфорированных листов с наружным диаметром в пределах 160 мм.
- **Недостатки:** Сложная установка магнита, сложная конструкция ротора, повышенная вариативность конструкции и увеличенные параметры ротора.
**Двойной тип I:**
- **Характеристики:** Экономия материала магнита, большой реактивный момент двигателя, высокая эффективность на высоких скоростях, низкая стоимость двигателя. Значительное экономическое преимущество в схемах статора с высокой электрической плотностью, подходящих для работы на высоких скоростях.
- **Недостатки:** Заметное падение мощности, низкий коэффициент мощности.
#### III. Вспомогательная конструкция для подавления пульсаций и ослабления гармоник
1. **Вспомогательные пазы на поверхности воздушного зазора ротора:**
- **Характеристики:** Большинство вспомогательных пазов расположены рядом с магнитным изолирующим мостом, что создает эффект неравномерного воздушного зазора для ротора и предотвращает чрезмерную магнитную плотность внутри магнитного изолирующего моста из-за магнитного сопротивления. Он имеет преимущества в подавлении пульсаций и гармоник и может помочь в некоторой степени охладить поверхность ротора.
- **Недостатки:** Не подходит для высокоскоростных ситуаций.
2. **Пазы на роторе рядом с воздушным зазором:**
- **Характеристики:** Подавляет гармоники статора, снижает потери на поверхности ротора и помогает подавить пульсацию крутящего момента двигателя. Маленькие пазы увеличивают требования к пресс-форме.
#### IV. Обеспечение центробежной силы ротора с помощью магнитно-изоляционного моста и конструкции ребра жесткости
1. **Пружинный тип:**
- **Характеристики:** Увеличивает углы двух основных фасок, воспринимающих центробежную силу, за счет изогнутой конструкции. Пружинная конструкция имеет хорошую возможность пространственной регулировки.
2. **Вспомогательное отверстие для изменения типа напряжения магнитного изоляционного моста:**
- **Характеристики:** Улучшает способность магнитного изоляционного моста противостоять центробежной силе и расширяет возможности пространственного расширения.
3. **Тип гармонической оптимизации:**
- **Характеристики:** Балансирует структурную прочность и возможность оптимизации формы сигнала магнитной плотности воздушного зазора.
