Rotorkern hulpgroef onder permanente magneet
Hoewel de in figuur 1 getoonde motor gebruikmaakt van een in het oppervlak ingebrachte broodvormige permanente magneet, is de magnetisch kracht van het radiale veld in de luchtspleet van de motor nog steeds niet sinusvormig. Bovendien zorgt de opening van de statorgleuf ervoor dat de luchtspleetlengte ongelijk verdeeld is in de omtreksrichting, waardoor de niet-sinusoïdaliteit van de magnetische luchtdichtheid groter wordt. Deze factoren kunnen het tandkoppel van de motor en de koppelrimpel veroorzaken tijdens het laden. Voor de oppervlak-ingebrachte permanente-magneetmotor, is de hulpgroef gevormd op de rotorkern onder de permanente magneet om de equivalente luchtspleetlengte te veranderen, waardoor de verdeling van de magnetische verdeling van de luchtspleet verandert, en dus wordt verwacht dat deze de koppelrimpel vermindert.
3.1 rechthoekige hulpsleuf
Zoals getoond in FIG. 2 zijn twee rechthoekige groeven symmetrisch rond de middellijn gevormd onder elke magnetische pool van de rotorkern van de motor, en de randen van de rechthoekige groeven zijn uitgelijnd met de randen van de permanente magneten. De breedte van de groef is ingesteld op l1 en de diepte is h1. De torsieprestatie van de motor kan worden veranderd met de afmeting van de rechthoekige groef zoals getoond in figuur 3. Uit de figuur kan worden gezien dat wanneer de rechthoekige groefdiepte hl op geschikte wijze wordt vergroot, de motorkoppelrimpel de neiging heeft af te nemen.
Op hetzelfde moment, wanneer de groefdiepte constant is, neemt de grootte van de koppelpulsatie eerst af en neemt dan toe als de groefbreedte toeneemt, en het gemiddelde koppel neemt duidelijk af naarmate de groefbreedte toeneemt. Uit de figuur blijkt dat de koppelrimpel optimaal 6,2% is wanneer l1 = 7 mm, h1 = 4 mm, maar het gemiddelde koppel wordt teruggebracht tot 49,9 Nm. Figuur 4 toont de radiale magnetische fluxgolfvorm zonder belasting van de lucht van het referentieprototype zonder de hulpsleuf en de motor met de bovengenoemde optimale hulpsleuf. Te zien is dat een geschikte rechthoekige hulpgroef voordelig is voor het verminderen van de harmonische component van de magnetische massa met luchtspleet. Natuurlijk zal het openen van de hulpgroef ervoor zorgen dat de equivalente luchtspleetlengte groter wordt, wat onvermijdelijk veroorzaakt dat het gemiddelde koppel daalt.
Wanneer vier rechthoekige hulpgleuven symmetrisch zijn om de middellijn, zoals getoond in Fig. 5 worden gebruikt, vijf parameters van l1, h1, x1, l2 en h2 zijn geoptimaliseerd en geanalyseerd. Uit figuur 6 is te zien dat wanneer de afmeting van de groef constant is, de koppelrimpel van de motor groter wordt als de afstand xl tussen de twee rechthoekige hulpgroeven toeneemt. En het is duidelijk dat de prestaties van de motor sterk worden beïnvloed door de hulpgroef nabij de rand van de magnetische pool. Het optimale resultaat in de simulatie is dat wanneer l1 = 7 mm, h1 = 4 mm, x1 = 0,5 mm, l2 = 1 mm, h2 = 2 mm, het gemiddelde motorkoppel 49,6 Nm is en de koppelrimpel 5,5%. In tegenstelling tot het geval waarin slechts een symmetrische enkele rechthoekige hulpgroef wordt toegevoegd, kan de redelijke toevoeging van de binnenste hulpgroef de koppelrimpel verder verzwakken, maar tegelijkertijd neemt ook het gemiddelde koppel af. Een eenvoudige optimalisatiemethode is om de binnentank te optimaliseren wanneer de buitentank is geoptimaliseerd.
Op basis van de symmetrische vier groeven wordt een paar hulpgroeven aan de binnenzijde geopend om een symmetrische zes rechthoekige hulpgroefstructuur te vormen. Optimaliseer analyse van slotpositie x2 en grootte l3, h3. Gemakshalve zijn l1 = 7 mm, h1 = 4 mm, x1 = 0,5 mm, l2 = 1 mm en h2 = 2 mm zijn vooraf vastgelegd. De eindige elementenberekeningsresultaten tonen aan dat het opnieuw openen van de binnenste groef de koppelrimpel niet verzwakt. Integendeel, als de afstand van de binnenste groef wordt vergroot, neemt ook de prestatie van de motor af. Daarom heeft het derde paar rechthoekige hulpgroeven niet veel betekenis.
3.2 halfronde hulpsleuf
Om het effect van de halfcirkelvormige hulpgroef op het koppel van de ingebrachte permanente magneetmotor te onderzoeken, worden twee halfcirkelvormige hulpgroeven ten opzichte van de middellijn geopend op de rotorkern onder het magnetische staal, zoals getoond in figuur 7 kunnen de positie en de maat worden beperkt en geoptimaliseerd met l1, r1, en het resultaat wordt getoond in figuur 8. De koppelrimpel is minimaal 4,9%, maar de gemiddelde koppeldaling is 49,3 Nm. Men ziet dat de koppelrimpel eerst afneemt en vervolgens toeneemt naarmate de groefradius groter wordt.
Wanneer de buitenste halfcirkelvormige hulpgroef optimaal is, wordt aan de binnenzijde een paar halfcirkelvormige hulpgroeven geopend. Beperking optimalisatie van de interne hulpsleuven door parameters x1 en r2. De berekening van het eindige element toont echter aan dat de opening van de interne hulpgroef geen rol speelt bij het verzwakken van de koppelrimpel, dus wordt deze niet getoond.
