Ranura auxiliar del núcleo del rotor debajo del imán permanente

- Dec 19, 2018-

Ranura auxiliar del núcleo del rotor debajo del imán permanente

Aunque el motor que se muestra en la Figura 1 emplea un imán permanente con forma de pan insertado en la superficie, la fuerza magnetomotriz del campo radial en el espacio de aire del motor aún no es sinusoidal. Además, la abertura de la ranura del estator hace que la longitud del espacio de aire se distribuya de forma desigual en la dirección circunferencial, exacerbando así la noidad sinusoidal de la densidad magnética del espacio de aire. Estos factores pueden causar el par de giro del motor y la ondulación del par durante la operación de carga. Para el motor de imán permanente insertado en la superficie, la ranura auxiliar se forma en el núcleo del rotor debajo del imán permanente para cambiar la longitud del espacio de aire equivalente, cambiando así la distribución de la densidad magnética del espacio de aire, y por lo tanto se espera que reduzca la onda del par.

3.1 ranura auxiliar rectangular

Como se muestra en la FIG. 2, dos surcos rectangulares simétricos alrededor de la línea central se forman debajo de cada polo magnético del núcleo del rotor del motor, y los bordes de los surcos rectangulares están alineados con los bordes de los imanes permanentes. El ancho de la ranura se establece en l1 y la profundidad es h1. El rendimiento del torque del motor se puede cambiar con el tamaño de la ranura rectangular como se muestra en la Fig. 3. Se puede ver en la figura que a medida que la profundidad de la ranura rectangular h1 se incrementa de manera apropiada, la ondulación del torque del motor tiende a disminuir.

Al mismo tiempo, cuando la profundidad de la ranura es constante, la magnitud de la pulsación del torque disminuye primero y luego aumenta a medida que aumenta el ancho de la ranura, y el torque promedio obviamente disminuye a medida que aumenta la anchura de la ranura. En la figura se puede ver que la ondulación del par es óptimamente 6.2% cuando l1 = 7mm, h1 = 4mm, pero el torque promedio se reduce a 49.9Nm. La Figura 4 muestra la forma de onda del flujo magnético radial del espacio de aire sin carga del prototipo de referencia sin la ranura auxiliar y el motor con la ranura auxiliar óptima mencionada anteriormente. Se puede ver que una ranura auxiliar rectangular adecuada es ventajosa para reducir el componente armónico de densidad magnética del espacio de aire. Por supuesto, abrir la ranura auxiliar hará que la longitud equivalente del espacio de aire sea más grande, lo que inevitablemente hace que el torque promedio disminuya.

Cuando cuatro ranuras auxiliares rectangulares simétricas alrededor de la línea central, como se muestra en la FIG. Se utilizan 5, se optimizan y analizan cinco parámetros de l1, h1, x1, l2 y h2. Se puede ver en la Fig. 6 que cuando el tamaño de la ranura es constante, la ondulación del torque del motor aumenta a medida que aumenta la distancia x1 entre las dos ranuras auxiliares rectangulares. Y se puede ver que el rendimiento del motor se ve afectado en gran medida por la ranura auxiliar cerca del borde del polo magnético. El resultado óptimo en la simulación es que cuando l1 = 7mm, h1 = 4mm, x1 = 0.5mm, l2 = 1mm, h2 = 2mm, el torque promedio del motor es 49.6Nm, y la ondulación del torque es 5.5%. En contraste con el caso en el que solo se agrega un surco auxiliar rectangular simple simétrico, la adición razonable del surco auxiliar interno puede atenuar aún más la ondulación del torque, pero al mismo tiempo el torque promedio también disminuye. Un método de optimización simple es optimizar el tanque interno cuando el tanque externo está optimizado.

Sobre la base de las cuatro ranuras simétricas, un par de ranuras auxiliares se abren en el lado interior para formar una estructura simétrica de seis ranuras auxiliares rectangulares. Optimizar el análisis de la posición del slot x2 y el tamaño l3, h3. En aras de la simplicidad, l1 = 7 mm, h1 = 4 mm, x1 = 0,5 mm, l2 = 1 mm y h2 = 2 mm se fijan por adelantado. Los resultados del cálculo de elementos finitos muestran que la reapertura de la ranura interna no debilita la ondulación del par. Por el contrario, a medida que aumenta la distancia del surco interior, también disminuye el rendimiento del motor. Por lo tanto, el tercer par de ranuras auxiliares rectangulares no tiene mucha importancia.

3.2 ranura auxiliar semicircular

Para estudiar el efecto del surco auxiliar semicircular en el par del motor de imán permanente insertado en la superficie, se abren dos surcos auxiliares semicirculares con respecto a la línea central en el núcleo del rotor debajo del acero magnético, como se muestra en la Fig. 7, la posición y el tamaño se pueden restringir y optimizar con l1, r1, y el resultado se muestra en la Figura 8. La ondulación del torque es un mínimo de 4.9%, pero la caída del torque promedio es de 49.3 Nm. Se puede ver que la ondulación del torque primero disminuye y luego aumenta a medida que el radio de la ranura aumenta.

Cuando el surco auxiliar semicircular externo es óptimo, un par de surcos auxiliares semicirculares se abren en el lado interno. Optimización de restricciones de las ranuras auxiliares internas por los parámetros x1 y r2. Sin embargo, el cálculo del elemento finito muestra que la apertura de la ranura auxiliar interna no desempeña un papel en el debilitamiento de la ondulación del par, por lo que no se muestra.


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