การออกแบบของ โครงสร้าง โรเตอร์ ในมอเตอร์แม่เหล็กถาวรถือเป็นสิ่งสำคัญ โครงสร้างโรเตอร์ประเภทต่างๆ มีการใช้งานที่เหมาะสมในตัวเอง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องศึกษาและทำความเข้าใจโครงสร้างของโรเตอร์แต่ละชนิด
#### ข้อควรพิจารณาสำหรับการออกแบบโครงสร้างโรเตอร์มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร:
1. **การทำให้ไซนูซอยด์รูปคลื่นของโรเตอร์**
2. **เพิ่มความแตกต่างระหว่าง Ld และ Lq**
3. ** ทำให้ฮาร์โมนิคบางตัวอ่อนลง **
4. **การระงับการเต้นเป็นจังหวะ**
5. **ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีแรงเหวี่ยงของโรเตอร์**
6. **พบกับความสามารถในการควบคุมความเร็วแม่เหล็กที่อ่อนแอ**
7. **ตรงตามข้อกำหนดการออกแบบต้นทุนมอเตอร์**
8. **ตรงตามข้อกำหนดของตัวประกอบกำลังของมอเตอร์**
9. **ตรวจสอบกำลังขับของมอเตอร์**
#### I. ความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กของช่องว่างอากาศ
**โครงสร้างแม่เหล็กชนิดขนมปังติดบนพื้นผิว:**
- **ลักษณะเฉพาะ:** ช่วยเพิ่มความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กของช่องว่างอากาศระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์ ส่งผลให้แรงบิดเป็นจังหวะต่ำและเป็นเส้นตรงที่ดีของแรงบิดเมื่อกระแสเปลี่ยนแปลง โดยทั่วไปจะใช้ในมอเตอร์ขนาดเล็กหรือใหญ่มาก ความเร็วต่ำ และสภาพแวดล้อมที่ต้องการการควบคุมสูง
- **ข้อเสีย:** แม่เหล็กมีกระแสไหลวนสูง แม่เหล็กประเภทขนมปังมีต้นทุนการประมวลผลสูง ไม่เหมาะสำหรับการขยายความเร็วแม่เหล็กที่อ่อนแอ
**โครงสร้างช่องว่างอากาศไม่เท่ากันในตัว:**
- **ลักษณะเฉพาะ:** ปรับปรุงไซนัสอยด์ของช่องว่างอากาศของโรเตอร์ ลดการสั่นเป็นจังหวะของแรงบิด หลีกเลี่ยงการใช้ฝาครอบป้องกันแม่เหล็ก และเหมาะสำหรับมอเตอร์ที่มีความเร็วไม่สูงเกินไป ช่วยลดกระแสไหลวนของแม่เหล็ก
- **ข้อเสีย:** ความสามารถในการขยายความเร็วแม่เหล็กที่อ่อนแอมีจำกัด มีการรั่วไหลของแม่เหล็กเมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์ที่ติดตั้งบนพื้นผิว ความเหนี่ยวนำมากกว่ามอเตอร์ที่ติดตั้งบนพื้นผิว และตัวประกอบกำลังต่ำกว่า เพิ่มการสร้างฮาร์มอนิกด้วยกระแสสเตเตอร์
#### II. เพิ่มความแตกต่างระหว่าง Ld และ Lq เพื่อเพิ่มแรงบิดฝืนของมอเตอร์
โดยทั่วไปใช้ได้กับการใช้งานที่ต้องการการขยายตัวความเร็วแม่เหล็กสูงและมอเตอร์ที่มีความหนาแน่นของแรงบิดค่อนข้างสูง
**ประเภทที่ 1:**
- **ลักษณะเฉพาะ:** เหมาะสำหรับมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของแผ่นเจาะไม่เกิน 150 มม. ซึ่งต้องการการขยายความเร็วแม่เหล็กในระดับต่ำ ช่วยประหยัดวัสดุแม่เหล็ก ช่วยให้ควบคุมความเร็วแม่เหล็กได้ต่ำ และสามารถเข้าถึงความเร็วสูงสุด 8000 รอบต่อนาที
- **ข้อเสีย:** ความสามารถในการขยายการควบคุมความเร็วต่ำ ส่วนประกอบแรงบิดฝืนทั่วไป ไม่เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ความเร็วสูง และความต้านทานแรงเหวี่ยงต่ำ
**แบบ V:**
- **ลักษณะเฉพาะ:** โครงสร้างที่เรียบง่าย ความสามารถในการควบคุมความเร็วแม่เหล็กอ่อนที่ดี มีพารามิเตอร์การออกแบบโรเตอร์เพียงเล็กน้อย และสามารถรองรับได้ถึง 12000 รอบต่อนาที
- **ข้อเสีย:** เพื่อระงับปรากฏการณ์การลดพลังงาน จึงมีการใช้แม่เหล็กที่หนาขึ้น ส่งผลให้มีการใช้แม่เหล็กมากขึ้น รูปคลื่นความหนาแน่นแม่เหล็กของช่องว่างอากาศความเร็วสูงแบบแม่เหล็กอ่อนและรูปคลื่น EMF ด้านหลังไม่ดี ทำให้ประสิทธิภาพการควบคุมความเร็วสูงลดลง
**ค่าสัมประสิทธิ์ส่วนโค้งสองส่วน:**
- **ลักษณะเฉพาะ:** ปรับรูปคลื่นความหนาแน่นของแม่เหล็กโรเตอร์ได้ดีขึ้น โดยทั่วไปความหนาของชั้นแม่เหล็กแต่ละชั้นจะอยู่ภายใน 4 มม. ซึ่งสร้างความเสียหายให้กับตัวเหนี่ยวนำของแกน q น้อยที่สุด ทำให้มีแรงบิดฝืนมากขึ้น แม่เหล็กโรเตอร์แบบหลายชั้นมีทั้งคุณสมบัติฟลักซ์แม่เหล็กและคุณสมบัติฝืน ช่วยให้สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพในการออกแบบมอเตอร์ เหมาะสำหรับงานที่มีความเร็วสูงกำลังสูงและแรงบิดสูงความเร็วต่ำ ไม่เหมาะสำหรับแผ่นเจาะที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกภายใน 160 มม.
- **ข้อเสีย:** การใส่แม่เหล็กที่ซับซ้อน โครงสร้างโรเตอร์ที่ซับซ้อน ความแปรปรวนของการออกแบบที่เพิ่มขึ้น และตัวแปรของโรเตอร์ที่เพิ่มขึ้น
**ประเภทคู่ 1:**
- **ลักษณะเฉพาะ:** ประหยัดวัสดุแม่เหล็ก แรงบิดฝืนของมอเตอร์ขนาดใหญ่ ประสิทธิภาพความเร็วสูงสูง ต้นทุนมอเตอร์ต่ำ ข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่สำคัญในรูปแบบความหนาแน่นไฟฟ้าของสเตเตอร์สูง เหมาะสำหรับการวิ่งที่ความเร็วสูง
- **ข้อเสีย:** ปรากฏการณ์พลังงานตกที่เห็นได้ชัดเจน ตัวประกอบกำลังต่ำกว่า
#### III. การออกแบบเสริมสำหรับการปราบปรามการเต้นเป็นจังหวะและการลดฮาร์มอนิก
1. **ช่องเสริมบนพื้นผิวช่องว่างอากาศของโรเตอร์:**
- **ลักษณะเฉพาะ:** ช่องเสริมส่วนใหญ่อยู่ใกล้กับสะพานแยกแม่เหล็ก ทำให้เกิดช่องว่างอากาศที่ไม่สม่ำเสมอสำหรับโรเตอร์ และป้องกันความหนาแน่นของแม่เหล็กที่มากเกินไปภายในสะพานแยกแม่เหล็กเนื่องจากความต้านทานแม่เหล็ก มีประโยชน์ในการปราบปรามการเต้นเป็นจังหวะและการปราบปรามฮาร์มอนิก และสามารถช่วยให้พื้นผิวโรเตอร์เย็นลงได้ในระดับหนึ่ง
- **ข้อเสีย:** ไม่เหมาะกับสถานการณ์ที่ต้องใช้ความเร็วสูง
2. **ช่องบนโรเตอร์ใกล้ช่องว่างอากาศ:**
- **ลักษณะเฉพาะ:** ลดฮาร์โมนิกของสเตเตอร์ ลดการสูญเสียเหล็กที่พื้นผิวโรเตอร์ และช่วยลดการเต้นเป็นจังหวะของแรงบิดของมอเตอร์ ช่องขนาดเล็กทำให้ความต้องการแม่พิมพ์เพิ่มมากขึ้น
#### IV. รับประกันแรงเหวี่ยงของโรเตอร์ด้วยสะพานแยกแม่เหล็กและการออกแบบซี่โครงเสริมแรง
1. **ประเภทสปริง:**
- **ลักษณะเฉพาะ:** เพิ่มมุมของการลบมุมหลัก 2 อันที่มีแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ผ่านการออกแบบโครงสร้างโค้ง โครงสร้างสปริงมีความสามารถในการปรับพื้นที่ได้ดี
2. **ช่องเปิดเสริมเพื่อเปลี่ยนประเภทความเค้นของสะพานแยกแม่เหล็ก:**
- **ลักษณะเฉพาะ:** ปรับปรุงความสามารถของสะพานแยกแม่เหล็กในการทนต่อแรงเหวี่ยง และเพิ่มความสามารถในการขยายเชิงพื้นที่
3. **ประเภทการเพิ่มประสิทธิภาพฮาร์มอนิก:**
- **ลักษณะเฉพาะ:** ปรับสมดุลความแข็งแรงของโครงสร้างและความสามารถในการเพิ่มประสิทธิภาพรูปคลื่นความหนาแน่นแม่เหล็กของช่องว่างอากาศ
