Roottorin ytimen lisäuraa pysyvän magneetin alapuolella
Vaikka kuviossa 1 esitetyssä moottorissa on pinnoitettu leivänmuotoinen kestomagneetti, moottorin ilmavälissä oleva radiaalikentän magneettivoimaa ei vielä ole sinimuotoinen. Lisäksi staattorin aukon aukko aiheuttaa ilmavälin pituuden epätasaisen jakautumisen kehän suunnassa, mikä pahentaa ilmavälin magneettisen tiheyden ei-sinimuotoisuutta. Nämä tekijät voivat aiheuttaa moottorin vääntömomentin ja vääntömomentin ahtautumisen kuormituksen aikana. Pinta-asennettua kestomagneettimoottoria varten apurauha on muodostettu roottorin ytimelle pysyvän magneetin alapuolelle vastaavan ilmavälin pituuden muuttamiseksi muuttamalla siten ilmavälin magneettitiheysjakaumaa ja siten odotetaan pienentävän vääntömomentin aaltoilua.
3.1 suorakulmainen apuaukko
Kuten kuviossa 1 on esitetty. Kuviossa 2 on esitetty kaksi suorakaiteen muotoista uraa, jotka ovat symmetrisiä keskilinjan ympärille moottorin roottoriydin kunkin magneettipylvään alla, ja suorakulmaisten urien reunat ovat linjassa pysyvien magneettien reunojen kanssa. Uran leveys on asetettu arvoon l1 ja syvyys on h1. Moottorin vääntömomentin suorituskykyä voidaan muuttaa suorakulmaisen uran koon mukaisesti, kuten kuviossa 3 on esitetty. Kuviosta käy ilmi, että suorakulmaisen uran syvyyden h1 ollessa asianmukaisesti kasvanut, moottorin vääntömomentin aaltoilu pyrkii vähenemään.
Samaan aikaan, kun urasyvyys on vakio, vääntömomentin pulsion suuruus pienenee ensin ja sen jälkeen kasvaa uran leveyden kasvaessa ja keskimääräinen vääntömomentti ilmeisesti pienenee uran leveyden kasvaessa. Kuviosta ilmenee, että vääntömomentin aaltoilu on optimaalisesti 6,2%, kun l1 = 7mm, h1 = 4mm, mutta keskimääräinen vääntömomentti pienenee 49,9Nm: iin. Kuvio 4 esittää referenssiprototyypin ilman kuormitusilmavälin säteittäistä magneettivuon aaltomuotoa ilman apu-aukkoa ja moottoria edellä mainitulla optimaalisella lisäaukolla. Voidaan nähdä, että sopiva suorakaiteen muotoinen apuraja on edullinen ilmavälin magneettitiheyden harmonisen komponentin pienentämiseksi. Lisäuran avaaminen aiheuttaa tietenkin vastaavan ilmarajan pituuden suurentumisen, mikä väistämättä aiheuttaa keskimääräisen vääntömomentin laskun.
Kun neljä suorakulmaista apuaukkoa symmetriset keskilinjan ympäri, kuten kuviossa 1 on esitetty. 5, optimoidaan ja analysoidaan viisi parametria l1, h1, x1, l2 ja h2. Kuviosta 6 voidaan nähdä, että kun uran koko on vakio, moottorin vääntömomentin aalto kasvaa, kun etäisyys x1 kahden suorakulmaisen lisäuran välillä kasvaa. Ja voidaan nähdä, että moottorin suorituskyky vaikuttaa suuresti magneettipylvään reunan lähellä olevaan apurautaan. Simulaation optimaalinen tulos on, että kun l1 = 7mm, h1 = 4mm, x1 = 0.5mm, l2 = 1mm, h2 = 2mm, keskimääräinen moottorin vääntömomentti on 49,6Nm, ja vääntömomentin aalto on 5,5%. Toisin kuin tapauk- sessa, jossa lisätään vain symmetrinen yksittäinen suorakulmainen lisäuraa, sisäisen apuradan kohtuullinen lisäys voi edelleen vaimentaa vääntömomentin ahtautumista, mutta samalla myös keskimääräinen vääntömomentti pienenee. Yksinkertainen optimointimenetelmä on optimoida sisäsäiliö, kun ulkoinen säiliö on optimoitu.
Symmetristen neljän uran pohjalta avataan sisäpuolelta pari lisäuraa, jolloin muodostuu symmetrinen kuusi suorakaiteen muotoinen apurakenne. Optimoi paikka-aseman x2 ja koon l3, h3 analyysi. Yksinkertaisuuden vuoksi l1 = 7 mm, h1 = 4 mm, x1 = 0,5 mm, l2 = 1 mm ja h2 = 2 mm on kiinnitetty etukäteen. Lopullisten elementtien laskentatulokset osoittavat, että sisemmän uran uudelleen avaaminen ei heikennä vääntömomentin aaltoilua. Päinvastoin, kun sisäisen uran etäisyys kasvaa, myös moottorin suorituskyky pienenee. Siksi kolmannen parin suorakulmaisten apurien urilla ei ole suurta merkitystä.
3.2 puolipyöreä apuaukko
Jotta voitaisiin tutkia puolipyöreän apuradan vaikutusta pintakäsitellyn kestomagneettimoottorin vääntömomenttiin, kaksi puolipyöreää apuraaaa suhteessa keskilinjaan avataan roottorin ytimessä magneettiteräksen alapuolella, kuten on esitetty kuviossa 7 sijainti ja koko voidaan rajoittaa ja optimoida l1: llä, r1: llä, ja tulos on esitetty kuviossa 8. Vääntömomentin aalto on vähintään 4,9%, mutta keskimääräinen vääntömomentin lasku on 49,3 Nm. Voidaan nähdä, että vääntömomentin ahtautuminen alenee ja kasvaa sitten, kun urasäde kasvaa.
Kun ulompi puoliympyräinen apuraja on optimaalinen, avataan sisäpuolelta pari puolipyöreää apuraa. Sisäisten apu-aikavälien rajoitusten optimointi parametreilla x1 ja r2. Lopullisten elementtien laskenta osoittaa kuitenkin, että sisäisen lisäuran aukko ei vaikuta vääntömomentin ahtautumisessa, joten sitä ei näytetä.
