Спомагателен канал на ядрото на ротора под постоянен магнит
Въпреки че моторът, показан на фигура 1, използва поставен на повърхността постоянен магнит с форма на хляб, магнитната сила на радиалното поле в въздушната междина на двигателя все още не е синусоидална. Освен това отворът на статорния отвор причинява неравномерно разпределение на дължината на въздушната междина в периферната посока, като по този начин влошава несинусоидалността на магнитната плътност на въздушната междина. Тези фактори могат да причинят въртящия момент на мотора и въртящия момент при работа. За вградения в повърхността двигател с постоянен магнит, спомагателният канал се формира на роторното ядро под постоянния магнит, за да се промени еквивалентната дължина на въздушната междина, като по този начин се променя разпределението на магнитната плътност на въздушната междина и по този начин се очаква да се намали въртящият момент.
3.1 правоъгълен спомагателен слот
Както е показано на фиг. 2, под всеки магнитен полюс на роторната сърцевина на двигателя са оформени две правоъгълни вдлъбнатини, симетрични около централната линия, а краищата на правоъгълните жлебове са подравнени с краищата на постоянните магнити. Ширината на канала е настроена на l1, а дълбочината е h1. Мощността на въртящия момент на двигателя може да бъде променена с размера на правоъгълния жлеб, както е показано на фиг. 3. От фигурата може да се види, че когато правоъгълната дълбочина на жлеба h1 е подходящо увеличена, вълните на въртящия момент на двигателя имат тенденция да намаляват.
В същото време, когато дълбочината на канала е постоянна, величината на пулсацията на въртящия момент намалява първо и след това се увеличава с увеличаване на ширината на жлеба и средния въртящ момент очевидно намалява с увеличаване на ширината на жлеба. От фигурата може да се види, че въртящият момент е оптимално 6.2% при l1 = 7mm, h1 = 4mm, но средният въртящ момент е намален до 49.9Nm. Фигура 4 показва формата на вълната на радиалния магнитен поток на въздушната междина без празен ход на референтния прототип без спомагателния процеп и двигателя с гореспоменатия оптимален спомагателен слот. Може да се види, че подходящ правоъгълен спомагателен канал е полезен за намаляване на хармоничния компонент на магнитната плътност на въздушната междина. Разбира се, отварянето на спомагателния канал ще доведе до увеличаване на еквивалентната дължина на въздушната междина, което неизбежно ще доведе до спад на средния въртящ момент.
Когато четири правоъгълни спомагателни процепи са симетрични около централната линия, както е показано на ФИГ. 5 се използват 5 параметъра l1, h1, x1, l2 и h2 се оптимизират и анализират. От Фиг. 6 може да се види, че когато размерът на канала е постоянен, въртящият момент на двигателя се увеличава с увеличаване на разстоянието х1 между двата правоъгълни спомагателни канала. Може да се види, че работата на двигателя е силно повлияна от спомагателния канал близо до ръба на магнитния полюс. Оптималният резултат при симулацията е, че когато l1 = 7mm, h1 = 4mm, x1 = 0.5mm, l2 = 1mm, h2 = 2mm, средният въртящ момент на мотора е 49.6Nm, а пулсацията на въртящия момент е 5.5%. За разлика от случая, когато се добавя само симетричен единичен правоъгълен спомагателен жлеб, разумното добавяне на вътрешния спомагателен жлеб може допълнително да намали пулсацията на въртящия момент, но в същото време средният въртящ момент също намалява. Един прост метод за оптимизиране е да се оптимизира вътрешният резервоар, когато външният резервоар е оптимизиран.
Въз основа на симетричните четири канала, двойка спомагателни канали се отварят от вътрешната страна, за да образуват симетрична шест правоъгълна спомагателна канавка. Оптимизирайте анализа на позиция x2 и размер l3, h3. За по-голяма простота предварително се фиксират l1 = 7 mm, h1 = 4 mm, x1 = 0,5 mm, l2 = 1 mm и h2 = 2 mm. Резултатите от изчисленията на крайните елементи показват, че повторното отваряне на вътрешния жлеб не отслабва въртящия момент. Напротив, при увеличаване на разстоянието на вътрешния жлеб, мощността също намалява. Следователно, третата двойка правоъгълни спомагателни канали няма голямо значение.
3.2 полукръг спомагателен слот
За да се изследва влиянието на полукръглия спомагателен жлеб върху въртящия момент на вградения в повърхността двигател с постоянен магнит, на роторното ядро под магнитната стомана се отварят два полукръгли спомагателни канала спрямо централната линия, както е показано 7, позицията и размерът могат да бъдат ограничени и оптимизирани с l1, r1, а резултатът е показан на фигура 8. Въртенето на въртящия момент е минимум 4.9%, но средният спад на въртящия момент е 49.3 Nm. Може да се види, че пулсацията на въртящия момент първо намалява и след това се увеличава с увеличаването на радиуса на жлеба.
Когато външният полукръг спомагателен канал е оптимален, от вътрешната страна се отварят двойка полукръгли спомагателни жлебове. Оптимизация на ограниченията на вътрешните спомагателни слотове по параметри x1 и r2. Изчислението на крайните елементи обаче показва, че отварянето на вътрешния спомагателен жлеб не играе роля в отслабването на въртящия момент, така че не е показано.
