Dizajn štruktúra rotorov v motoroch s permanentnými magnetmi je rozhodujúca. Rôzne typy štruktúr rotorov majú svoje vhodné aplikácie, preto je potrebné študovať a pochopiť každú štruktúru rotora.
#### Úvahy o návrhu konštrukcie rotora motora s permanentným magnetom:
1. **Sinusoidalizácia tvaru vlny rotora**
2. **Zvýšte rozdiel medzi Ld a Lq**
3. **Oslabenie určitých harmonických**
4. **Potlačenie pulzácie**
5. **Zabezpečte odstredivú silu rotora**
6. **Zoznámte sa so slabou schopnosťou regulácie magnetickej rýchlosti**
7. **Spĺňajte požiadavky na dizajn nákladov na motor**
8. **Spĺňajte požiadavky na účinník motora**
9. **Zabezpečte výstupný výkon motora**
#### I. Sínusoida magnetickej hustoty vzduchovej medzery
**Štruktúra chlebového magnetu na povrch:**
- **Charakteristika:** Zvyšuje sínusoidu magnetickej hustoty vzduchovej medzery medzi statorom a rotorom, čo vedie k nízkej pulzácii krútiaceho momentu a dobrej linearite krútiaceho momentu so zmenami prúdu. Zvyčajne sa používa v malých alebo veľmi veľkých motoroch, prostrediach s nízkou rýchlosťou a vysokými požiadavkami na riadenie.
- **Nevýhody:** Vysoké vírivé prúdy v magnetoch, vysoké náklady na spracovanie chlebových magnetov, nevhodné pre slabú expanziu magnetickej rýchlosti.
**Vstavaná nerovnaká štruktúra vzduchovej medzery:**
- **Charakteristika:** Zlepšuje sínusoidu vzduchovej medzery rotora, znižuje pulzáciu krútiaceho momentu, zabraňuje použitiu ochranných krytov magnetov a je vhodný pre motory s nie príliš vysokými otáčkami, čím sa znižujú vírivé prúdy magnetov.
- **Nevýhody:** Obmedzená slabá magnetická expanzia rýchlosti, určitý magnetický únik v porovnaní s motormi na povrchovú montáž, väčšia indukčnosť ako pri motoroch na povrch a nižší účinník. Zvýšená tvorba harmonických prúdom statora.
#### II. Zvýšenie rozdielu medzi Ld a Lq na zvýšenie reluktančného krútiaceho momentu motora
Všeobecne použiteľné pre aplikácie vyžadujúce vysokú slabú magnetickú expanziu a motory s relatívne vysokou hustotou krútiaceho momentu.
**Typ I:**
- **Charakteristika:** Vhodné pre synchrónne motory s permanentnými magnetmi s vonkajším priemerom dierovacích plechov do 150 mm, ktoré vyžadujú určitú slabú magnetickú expanziu rýchlosti. Šetrí materiál magnetu, umožňuje slabú magnetickú reguláciu otáčok a dokáže dosiahnuť rýchlosť až 8000 ot./min.
- **Nevýhody:** Slabá schopnosť expanzie regulácie rýchlosti, všeobecná zložka reluktančného krútiaceho momentu, nie je vhodná pre situácie s vysokou rýchlosťou a slabá odolnosť voči odstredivej sile.
**Typ V:**
- **Charakteristika:** Jednoduchá štruktúra, dobrá schopnosť slabej magnetickej regulácie rýchlosti, málo konštrukčných parametrov rotora a môže pojať až 12 000 ot./min.
- **Nevýhody:** Na potlačenie javov poklesu výkonu sa používajú hrubšie magnety, čo vedie k vyššej spotrebe magnetov. Tvar vlny magnetickej hustoty po slabej magnetickej vysokorýchlostnej vzduchovej medzere a tvar vlny spätného EMF sú slabé, čo znižuje výkon vysokorýchlostného riadenia.
**Dvojsegmentový oblúkový koeficient:**
- **Charakteristika:** Lepšie prispôsobuje priebeh magnetickej hustoty rotora. Hrúbka každej vrstvy magnetu je vo všeobecnosti do 4 mm, čo minimálne poškodzuje indukčnosť osi q a poskytuje väčší reluktančný krútiaci moment. Vrstvené rotorové magnety majú magnetický tok aj reluktančné charakteristiky, čo umožňuje efektívne využitie oboch pri konštrukcii motora. Vhodné pre vysokorýchlostné vysokovýkonné aplikácie s nízkou rýchlosťou a vysokým krútiacim momentom, nie je vhodné pre dierovacie plechy s vonkajším priemerom do 160 mm.
- **Nevýhody:** Komplikované vkladanie magnetu, zložitá štruktúra rotora, zvýšená variabilita konštrukcie a zvýšené premenné rotora.
**Dvojitý typ I:**
- **Charakteristika:** Úspora materiálu magnetu, veľký reluktančný moment motora, vysoká účinnosť pri vysokých otáčkach, nízke náklady na motor. Významné cenové výhody v schémach vysokej elektrickej hustoty statora, vhodné pre vysokorýchlostný chod.
- **Nevýhody:** Viditeľné javy poklesu výkonu, nižší účinník.
#### III. Pomocný dizajn na potlačenie pulzácií a harmonické zoslabenie
1. **Prídavné štrbiny na povrchu vzduchovej medzery rotora:**
- **Charakteristika:** Väčšina pomocných štrbín je v blízkosti magnetického izolačného mostíka, čo vytvára nerovnomerný efekt vzduchovej medzery pre rotor a zabraňuje nadmernej magnetickej hustote v rámci magnetického izolačného mostíka v dôsledku magnetického odporu. Má výhody pre potlačenie pulzácií a harmonických a môže do určitej miery pomôcť ochladzovať povrch rotora.
- **Nevýhody:** Nevhodné pre vysokorýchlostné situácie.
2. **Drážky na rotore blízko vzduchovej medzery:**
- **Charakteristika:** Potláča harmonické zložky statora, znižuje straty železa na povrchu rotora a pomáha potlačiť pulzáciu krútiaceho momentu motora. Malé štrbiny zvyšujú požiadavky na formy.
#### IV. Zabezpečenie odstredivej sily rotora s magnetickým izolačným mostíkom a dizajnom výstužných rebier
1. **Typ pružiny:**
- **Charakteristika:** Zväčšuje uhly dvoch hlavných skosení nesúcich odstredivú silu prostredníctvom zakrivenej konštrukcie. Štruktúra pružiny má dobrú schopnosť priestorového nastavenia.
2. **Prídavný otvor na zmenu typu napätia mostíka magnetickej izolácie:**
- **Charakteristika:** Zlepšuje schopnosť magnetického izolačného mostíka odolávať odstredivej sile a zlepšuje schopnosť priestorovej expanzie.
3. **Typ harmonickej optimalizácie:**
- **Charakteristika:** Vyvažuje pevnosť konštrukcie a schopnosť optimalizácie tvaru vlny magnetickej hustoty vzduchovej medzery.
