Студија о оптимизацији структуре моторних ротора велике брзине трајне магнета са тангенцијално уграђеним трапезоидним магнетима

У контексту мале снаге Брзи трајни магнетни мотори , за испуњавање стресних потреба структуре ротора и поједностављују се процес производње, предлаже се тангенцијално уграђена структура ротора заснована на трапезоидним магнетима. Под претпоставком сусрета са основним захтевима дизајна мотора, параметри структуре ротора оптимизују се. Симулација коначних елемената је запослена да би се анализирала ефекти коефицијента пол АРЦ-а и површинске структуре ротора на обртни момент когча, просечног обртног момента и обртног момента. Такође се спроводе провере структурних стреса.

Да бисте додатно поједноставили поступак производње и монтаже моторног ротора, што га чини погоднијим за брзим апликацијама, ова студија предлаже нову тангенцијално уграђену структуру ротора засноване на трапезоидним магнетима за мале снаге трајне магнетне моторе са малим напајањем намотаних намотаја. Са статором помоћу сегментиране језгрене структуре, површинска структура ротора је оптимизована. Детаљна анализа како се ови параметри структуре ротора утичу на обртнски момент и просјечни обртни момент пружа драгоцену референцу за дизајн таквих мотора.

Мотор усваја концентрисане намотаја фракционог утора, а статор користи сегментирану структуру скупштине, олакшавање аутоматизованих процеса намотавања и смањење трошкова производње и прераде. Ротор запошљава тангенцијално уграђену структуру, са трапезоидним магнетима директно убачено у прорез ротора. У поређењу са традиционалним структурама за тангенцијалне ротора, овај нови дизајн смањује трошкове обраде ротора и поједностављује монтажне процесе.

Оптимизација структуре моторних ротора подељена је у два дела: оптимизација параметара структуре магнета и параметре површинске структуре ротора. Параметри структуре магнета укључују ширину доње базе Л1, ширину горње базе Л2 и висине. Ширина доње базе Л1 и висина може се преликовати на основу структуре мотора. Унутрашњи пречник ротора је ограничен осовина мотора и с обзиром на захтеве за обраду и монтаже ротора, дебљина унутрашњег прстена ротора у основи је утврђена. Стога је висина магнета унапред одређена и не сматра се параметром оптимизације.

Без разматрања засићености, јачина магнета у ротору је пропорционална сталном везу магнетног флукса моторног ротора. Да би се осигурала могућност излаза мотора, ширина доње основе трапезоидних магнета мора се максимизирати пре оптимизације структуре ротора. Међутим, већа нижа ширина базе резултира мањем ширином моста у основном језгру ротора, што утиче на стрес ротора. Принцип за одређивање доње ширине базе магнета је да се минимизира ширина моста док осигурава да се стрес ротора испуњава захтеве. Једном када се утврди доња ширина базе, методе коначних елемената користе се за дефинисање димензија горње базе.

Да би се осигурала механичка чврстоћа структуре моторних ротора испуњава оперативне захтеве, тродимензионални модел структуре ротора утврђује се коришћењем коначних метода елемената. Примјена ротационе инерције оптерећења мотора оцијењене брзине, структурни стрес ротора је верификован. Слика 2 приказује облачну карту за дистрибуцију стреса мотор ротора, што указује на максимални стрес ротора од 0,98 МПа. С обзиром на то да је материјал за мотор ротора силиконски челик са чврстоћом приноса од 405 МПа, максимални стрес под овим условима је испод чврстоће приноса, што потврђује да структура ротора испуњава механичке потребе.

За велике брзине мале снаге трајне магнетне моторе, предлаже се тангенцијално уграђена структура ротора заснована на трапезоидним магнетима да поједностави процес производње. Резултати симулације коначних елемената показују да одређивање параметара магнета захтева свеобухватно разматрање излазног обртног момента, обртног момента, производне процесе и грешке. Оптимизација спољне површине ротора може даље смањити размножавање обртног момента. Студија показује да нова структура моторних ротора значајно поједностављује обраду ротора и трошкове са минималним утицајем на перформансе обртног момента, пружајући драгоцено инжењерско дизајнерско искуство и референцу за оптимизацију ове врсте мотора.