Pomocná drážka jadra rotora pod permanentným magnetom
Hoci motor znázornený na obr. 1 používa permanentný magnet v tvare chleba vložený na povrch, radiátorová magneto- motná sila vo vzduchovej medzere motora stále nie je sínusová. Okrem toho otvor štrbiny statora spôsobuje, že dĺžka vzduchovej medzery je nerovnomerne rozložená v obvodovom smere, čím sa exacerbuje nesinusoidita magnetickej hustoty vzduchovej medzery. Tieto faktory môžu počas zaťaženia spôsobiť krútiaci moment motora a krútenie krútiaceho momentu. Pre povrchový vstavaný motor s permanentnými magnetmi je pomocná drážka vytvorená na jadre rotora pod permanentným magnetom, aby sa zmenila ekvivalentná dĺžka vzduchovej medzery, čím sa zmenila distribúcia magnetickej hustoty vzduchovej medzery, a preto sa očakáva zníženie zvlnenia krútiaceho momentu.
3.1 obdĺžnikový pomocný otvor
Ako je znázornené na obr. 2 sú pod každým magnetickým pólom rotorového jadra motora vytvorené dve obdĺžnikové drážky symetrické okolo stredovej čiary a okraje obdĺžnikových drážok sú vyrovnané s okrajmi permanentných magnetov. Šírka drážky je nastavená na l1 a hĺbka je h1. Momentový výkon motora sa môže meniť s veľkosťou obdĺžnikového žliabku, ako je znázornené na obrázku 3. Z obrázku je zrejmé, že keď je hĺbka h1 obdĺžnikového žliabku primerane zvýšená, zvlnenie krútiaceho momentu motora má tendenciu klesať.
Súčasne, keď je hĺbka drážky konštantná, veľkosť pulzovania krútiaceho momentu klesá najskôr a potom sa zvyšuje s nárastom šírky drážky a priemerný krútiaci moment zvyčajne klesá s nárastom šírky drážky. Z obrázku je vidieť, že krútiaci moment krútiaceho momentu je optimálne 6,2%, keď ll = 7mm, h1 = 4mm, ale priemerný krútiaci moment je znížený na 49,9Nm. Obrázok 4 znázorňuje priebeh radiálneho magnetického toku bez zaťaženia vzduchovej medzery referenčného prototypu bez pomocnej štrbiny a motora s vyššie uvedenou optimálnou pomocnou štrbinou. Je zrejmé, že vhodná obdĺžniková pomocná drážka je výhodná na zníženie harmonickej zložky s magnetickou hustotou vzduchovej medzery. Samozrejme, otvorenie prídavnej drážky spôsobí, že ekvivalentná dĺžka vzduchovej medzery bude väčšia, čo nevyhnutne spôsobí pokles priemerného krútiaceho momentu.
Keď sú štyri obdĺžnikové pomocné štrbiny symetrické okolo osi, ako je znázornené na obr. 5, sú parametre 11, h1, x1, l2 a h2 optimalizované a analyzované. Z obrázka 6 je zrejmé, že keď je veľkosť drážky konštantná, zväčšenie krútiaceho momentu motora sa zväčšuje s tým, ako sa zväčšuje vzdialenosť x1 medzi dvoma obdĺžnikovými pomocnými drážkami. A možno vidieť, že výkon motora je značne ovplyvnený pomocnou drážkou v blízkosti okraja magnetického pólu. Optimálny výsledok pri simulácii je, že keď l1 = 7 mm, h1 = 4 mm, x1 = 0,5 mm, l2 = 1 mm, h2 = 2 mm, priemerný krútiaci moment motora je 49,6 Nm a zvlnenie krútiaceho momentu je 5,5%. Na rozdiel od prípadu, keď sa pridáva iba symetrická jednoduchá obdĺžniková pomocná drážka, primerané pridanie vnútornej pomocnej drážky môže ďalej zmierňovať zvlnenie krútiaceho momentu, ale súčasne sa tiež zníži priemerný krútiaci moment. Jednoduchá optimalizácia je optimalizácia vnútornej nádrže pri optimalizácii vonkajšej nádrže.
Na základe symetrických štyroch drážok je na vnútornej strane otvorená dvojica pomocných drážok na vytvorenie symetrickej šiestich obdĺžnikových pomocných drážkových štruktúr. Optimalizujte analýzu polohy štrbiny x2 a veľkosti 13, h3. Z dôvodu jednoduchosti sú ll = 7 mm, hl = 4 mm, x1 = 0,5 mm, 12 = 1 mm a h2 = 2 mm. Výsledky výpočtu konečných prvkov ukazujú, že opätovné otvorenie vnútornej drážky nezoslabuje zvlnenie krútiaceho momentu. Naopak, keďže sa zväčšuje vzdialenosť vnútornej drážky, výkon motora tiež klesá. Preto tretia dvojica obdĺžnikových pomocných drážok nemá veľký význam.
3.2 polokruhová pomocná štrbina
Na skúmanie účinku polkruhovej pomocnej drážky na krútiaci moment motora s trvalým magnetom vloženým do povrchu sa na jadre rotora pod magnetickou oceľou otvárajú dve polkruhové pomocné drážky vzhľadom k stredovej osi, na obrázku 7 poloha a veľkosť môže byť obmedzená a optimalizovaná pomocou l1, r1 a výsledok je znázornený na obrázku 8. Krútiaci moment krútiaceho momentu je minimálne 4,9%, ale priemerný pokles krútiaceho momentu je 49,3 Nm. Je zrejmé, že zvlnenie krútiaceho momentu najprv klesá a potom sa zvyšuje, keď sa polomer drážky zväčší.
Keď je vonkajšia polkruhová pomocná drážka optimálna, na vnútornej strane sa otvorí pár polkruhovitých pomocných drážok. Optimalizácia obmedzenia vnútorných pomocných štrbín parametrami x1 a r2. Avšak výpočet konečných prvkov ukazuje, že otváranie vnútornej pomocnej drážky nehraje úlohu pri oslabení zvlnenia krútiaceho momentu, takže nie je znázornené.
