Studimi mbi optimizimin e strukturës së rotorëve të motorëve të përhershëm me shpejtësi të lartë me magnet trapezoidal të ngulitur në mënyrë tangjenciale

Në kontekstin e fuqisë së vogël Motorët e përhershëm të magnetit me shpejtësi të lartë , për të përmbushur kërkesat e stresit të strukturës së rotorit dhe thjeshtojnë procesin e prodhimit, propozohet një strukturë e rotorit të ngulitur në mënyrë tangjenciale bazuar në magnet trapezoidal. Nën premisat e përmbushjes së kërkesave themelore të projektimit të motorit, parametrat e strukturës së rotorit janë optimizuar. Simulimi i elementeve të fundëm është përdorur për të analizuar efektet e koeficientit të harkut të polit dhe strukturës së sipërfaqes së rotorit në çift rrotullues, çift rrotullues dhe çift rrotullues. Kontrollet strukturore të stresit janë kryer gjithashtu.

Për të thjeshtuar më tej procesin e prodhimit dhe montimit të rotorit të motorit, duke e bërë atë më të përshtatshme për aplikime me shpejtësi të lartë, ky studim propozon një strukturë të re të rotorit të ngulitur në mënyrë tangjenciale bazuar në magnet trapezoidal për motorët e përhershëm të fuqisë së vogël që përdorin dredha-dredha të përqendruara në copëza. Me statorin duke përdorur një strukturë thelbësore të segmentuar, struktura e sipërfaqes së rotorit është optimizuar. Analiza e hollësishme se si këto parametra të strukturës së rotorit ndikojnë në çift rrotullues dhe çift rrotullues mesatar siguron referencë të vlefshme për hartimin e motorëve të tillë.

Motori miraton dredha-dredha të përqendruara me çarçafë fraksionale, dhe statori përdor një strukturë të segmentuar të montimit, duke lehtësuar proceset e automatizuara të dredha-dredha dhe duke zvogëluar kostot e prodhimit dhe përpunimit. Rotori përdor një strukturë të ngulitur në mënyrë tangjenciale, me magnet trapezoidal të futur drejtpërdrejt në lojëra elektronike të rotorit. Në krahasim me strukturat tradicionale të rotorit tangjencial, ky dizajn i ri zvogëlon kostot e përpunimit të thelbit të rotorit dhe thjeshton proceset e montimit.

Optimizimi i strukturës së rotorit të motorit është i ndarë në dy pjesë: optimizimi i parametrave të strukturës së magnetit dhe parametrat e strukturës së sipërfaqes së rotorit. Parametrat e strukturës së magnetit përfshijnë gjerësinë e bazës së poshtme L1, gjerësinë e bazës së sipërme L2 dhe lartësinë. Gjerësia e bazës së poshtme L1 dhe lartësia mund të përcaktohet paraprakisht bazuar në strukturën motorike. Diametri i brendshëm i rotorit është i kufizuar nga boshti i motorit, dhe duke marrë parasysh kërkesat e përpunimit të rotorit dhe montimit, trashësia e unazës së brendshme të rotorit është në thelb e fiksuar. Kështu, lartësia e magneteve është e paracaktuar dhe nuk konsiderohet një parametër optimizimi.

Pa marrë parasysh ngopjen, vëllimi i magneteve në rotor është proporcional me lidhjen e përhershme të fluksit magnetik të rotorit të motorit. Për të siguruar aftësinë e daljes së çift rrotullimit të motorit, gjerësia e bazës së poshtme të magnetave trapezoidale duhet të maksimizohet përpara se të optimizohet struktura e rotorit. Sidoqoftë, një gjerësi më e madhe e bazës së poshtme rezulton në një gjerësi më të vogël të urës lidhëse në thelbin e rotorit, duke ndikuar në stresin e rotorit. Parimi për përcaktimin e gjerësisë së ulët të bazës së magnetëve është të minimizoni gjerësinë e urës duke siguruar që stresi i rotorit plotëson kërkesat. Pasi të përcaktohet gjerësia e bazës së poshtme, metodat e elementeve të fundme përdoren për të përcaktuar dimensionet e bazës së sipërme.

Për të siguruar forcën mekanike të strukturës së rotorit të motorit plotëson kërkesat operacionale, është vendosur një model tre-dimensional i strukturës së rotorit duke përdorur metoda të elementeve të fundme. Duke aplikuar ngarkesën e inercisë rrotulluese të shpejtësisë së vlerësuar të motorit, verifikohet stresi strukturor i rotorit. Figura 2 tregon hartën e reve të shpërndarjes së stresit të rotorit të motorit, duke treguar një stres maksimal të bërthamës së rotorit prej 0.98 MPa. Duke pasur parasysh që materiali i rotorit të motorit është çelik silikoni me një forcë të rendimentit prej 405 MPa, stresi maksimal në këto kushte është nën forcën e rendimentit, duke konfirmuar se struktura e rotorit plotëson kërkesat mekanike.

Për motorët e përhershëm të fuqisë së vogël me shpejtësi të lartë, një strukturë e rotorit të ngulitur në mënyrë tangjenciale bazuar në magnet trapezoidal është propozuar për të thjeshtuar procesin e prodhimit. Rezultatet e simulimit të elementeve të fundme tregojnë se përcaktimi i parametrave të magnetit kërkon konsiderim gjithëpërfshirës të çift rrotullues të daljes, çift rrotullues, procese prodhuese dhe gabime. Optimizimi i sipërfaqes së jashtme të rotorit mund të zvogëlojë më tej çift rrotullues. Studimi tregon se struktura e re e rotorit motorik thjeshton ndjeshëm përpunimin e rotorit dhe kostot me ndikim minimal në performancën e çift rrotullimit, duke siguruar përvojë të vlefshme të projektimit inxhinierik dhe referencë për optimizimin e këtij lloji të motorit.