Oblikovanje Struktura rotorjev pri motorjih s trajnimi magneti je ključnega pomena. Različni tipi struktur rotorjev imajo lastne primerne aplikacije, zato je treba preučiti in razumeti vsako strukturo rotorja.
#### Premisleki za načrtovanje strukture rotorja sinhronega motorja s trajnim magnetom:
1. **Sinusoidalizacija valovne oblike rotorja**
2. **Povečajte razliko med Ld in Lq**
3. **Oslabi določene harmonike**
4. **Zmanjšanje pulza**
5. **Zagotovite centrifugalno silo rotorja**
6. **Spoznajte zmogljivost šibke magnetne regulacije hitrosti**
7. **Izpolnite zahteve za načrtovanje stroškov motorja**
8. **Izpolnite zahteve glede faktorja moči motorja**
9. **Zagotovite izhodno moč motorja**
#### I. Sinusoidalnost magnetne gostote zračne reže
**Površinsko nameščena magnetna struktura tipa kruha:**
- **Karakteristike:** Izboljša sinusoidalnost magnetne gostote zračne reže med statorjem in rotorjem, kar ima za posledico nizko pulzacijo navora in dobro linearnost navora s tokovnimi spremembami. Običajno se uporablja v majhnih ali zelo velikih motorjih, nizkih hitrostih in okoljih z visokimi nadzornimi zahtevami.
- **Slabosti:** Visoki vrtinčni tokovi v magnetih, visoki stroški obdelave magnetov za kruh, niso primerni za šibko magnetno hitrostno raztezanje.
**Vgrajena struktura neenake zračne reže:**
- **Karakteristike:** Izboljša sinusoidalnost zračne reže rotorja, zmanjša pulziranje navora, prepreči uporabo zaščitnih pokrovov magnetov in je primeren za motorje z ne previsokimi vrtljaji, kar zmanjšuje magnetne vrtinčne tokove.
- **Pomanjkljivosti:** Omejena šibka magnetna sposobnost razširitve hitrosti, določeno magnetno uhajanje v primerjavi s površinsko nameščenimi motorji, večja induktivnost kot površinsko nameščeni motorji in nižji faktor moči. Povečano ustvarjanje harmonikov s statorskim tokom.
#### II. Povečanje razlike med Ld in Lq za izboljšanje navora motorja
Splošno uporabno za aplikacije, ki zahtevajo visoko šibko magnetno širitev hitrosti in motorje z relativno visoko gostoto navora.
**Tip I:**
- **Karakteristike:** Primerno za sinhrone motorje s trajnimi magneti z zunanjim premerom luknjanih plošč znotraj 150 mm, ki zahtevajo določeno šibko magnetno hitrostno raztezanje. Prihrani pri magnetnem materialu, omogoča šibko magnetno regulacijo hitrosti in lahko doseže hitrosti do 8000 vrt/min.
- **Slabosti:** Slaba zmožnost razširitve regulacije hitrosti, splošna komponenta navora odpora, ki ni primerna za situacije pri visokih hitrostih, in slaba odpornost proti centrifugalni sili.
**V-tip:**
- **Karakteristike:** Enostavna zgradba, dobra šibka magnetna sposobnost regulacije hitrosti, malo konstrukcijskih parametrov rotorja in lahko sprejme do 12000 vrt./min.
- **Slabosti:** Za zatiranje pojavov padca moči se uporabljajo debelejši magneti, kar vodi do večje porabe magneta. Valovna oblika magnetne gostote zračne reže po šibkem magnetu pri visoki hitrosti in valovna oblika povratnega elektromagnetnega polja sta slaba, kar zmanjšuje učinkovitost krmiljenja visoke hitrosti.
**Dvosegmentni koeficient loka:**
- **Karakteristike:** Bolje prilagaja valovno obliko magnetne gostote rotorja. Debelina vsake plasti magneta je običajno znotraj 4 mm, kar minimalno poškoduje induktivnost osi q in zagotavlja večji uporni moment. Večplastni rotorski magneti imajo lastnosti magnetnega pretoka in odpornosti, kar omogoča učinkovito uporabo obeh pri oblikovanju motorja. Primerno za aplikacije z visoko močjo pri nizki hitrosti in visokim navorom, ni primerno za plošče za luknjanje z zunanjim premerom znotraj 160 mm.
- **Pomanjkljivosti:** Zapleteno vstavljanje magneta, zapletena struktura rotorja, povečana variabilnost zasnove in povečane spremenljivke rotorja.
**Dvojni tip I:**
- **Karakteristike:** Prihrani magnetni material, velik uporni moment motorja, visoka učinkovitost pri visokih hitrostih, nizki stroški motorja. Pomembne stroškovne prednosti v shemah z visoko električno gostoto statorja, primerne za delovanje pri visokih hitrostih.
- **Slabosti:** Opazen pojav padca moči, nižji faktor moči.
#### III. Pomožna zasnova za zatiranje pulziranja in harmonično oslabitev
1. **Pomožne reže na površini zračne reže rotorja:**
- **Značilnosti:** Večina pomožnih rež je blizu magnetnega izolacijskega mostu, kar ustvarja učinek neenakomerne zračne reže za rotor in preprečuje čezmerno magnetno gostoto znotraj magnetnega izolacijskega mostu zaradi magnetnega upora. Ima prednosti za zatiranje pulziranja in zatiranje harmonikov ter lahko do neke mere pomaga ohladiti površino rotorja.
- **Pomanjkljivosti:** Ni primerno za situacije pri visokih hitrostih.
2. **Reže na rotorju blizu zračne reže:**
- **Karakteristike:** Zaduši statorske harmonike, zmanjša izgubo železa na površini rotorja in pomaga zatreti pulziranje navora motorja. Majhne reže povečajo zahteve glede kalupov.
#### IV. Zagotavljanje centrifugalne sile rotorja z zasnovo magnetnega izolacijskega mostu in ojačitvenega rebra
1. **Vzmetni tip:**
- **Karakteristike:** Poveča kota dveh glavnih posnetkov, ki nosita centrifugalno silo, skozi zasnovo ukrivljene strukture. Vzmetna struktura ima dobro sposobnost prostorskega prilagajanja.
2. **Pomožna odprtina za spremembo vrste napetosti magnetnega izolacijskega mostu:**
- **Karakteristike:** Izboljša sposobnost magnetnega izolacijskega mostu, da prenese centrifugalno silo, in poveča sposobnost prostorskega širjenja.
3. **Vrsta harmonične optimizacije:**
- **Karakteristike:** Uravnava strukturno trdnost in zmožnost optimizacije valovne oblike magnetne gostote zračne reže.
