Rotor mag segédhorony az állandó mágnes alatt
Bár az 1. ábrán bemutatott motor felületi behelyezett kenyér alakú mágnest alkalmaz, a motor légrésében a sugárirányú mágneses erő még mindig nem szinuszos. Ezenkívül az állórész-nyílás nyitása miatt a légrés hossza egyenetlenül eloszlik a kerületi irányban, ezáltal súlyosbítja a légrés mágneses sűrűségének nem szinuszosságát. Ezek a tényezők okozhatják a motor fogaskerékének nyomatékát és a nyomatékcsapást a terhelés során. A felületbe ágyazott állandó mágneses motor esetében a segédhorony az állandó mágnes alatti forgórészmagra van kialakítva, hogy megváltoztassa az egyenértékű légrés hosszát, ezáltal megváltoztatva a légrés mágneses sűrűség-eloszlását, és így várhatóan csökkenti a nyomatékcsapást.
3.1 téglalap alakú segédnyílás
Amint az a 3. ábrán látható. A 2. ábrán két, a középvonal körül szimmetrikus szimmetrikus horony képződik a motor forgórészmagának minden mágneses pólusa alatt, és a négyszögletes hornyok szélei az állandó mágnesek széleivel vannak összehangolva. A horony szélessége l1, a mélység pedig h1. A motor nyomatékteljesítménye a téglalap alakú horony méretével változtatható, amint az a 3. ábrán látható. Az ábrából látható, hogy a h1 téglalap alakú horony mélysége megfelelően növekszik, a motor nyomatékcsökkenése hajlamos csökkenni.
Ugyanakkor, amikor a horony mélysége állandó, először a nyomaték-pulzálás nagysága csökken, majd a horony szélessége növekszik, és az átlagos nyomaték nyilvánvalóan csökken, amikor a horony szélessége nő. Az ábrából látható, hogy a nyomatékcsapás optimálisan 6,2%, ha l1 = 7mm, h1 = 4mm, de az átlagos nyomaték 49,9 Nm-re csökken. A 4. ábra a referencia prototípus nélküli terhelés nélküli légrés radiális mágneses fluxusalakját mutatja a segédnyílás nélkül és a motort a fent említett optimális segédnyílással. Látható, hogy egy alkalmas téglalap alakú kiegészítő horony előnyös a légrés mágneses sűrűségű harmonikus komponensének csökkentésére. Természetesen a segédhorony megnyitása az egyenértékű légrés hosszának növekedéséhez vezet, ami elkerülhetetlenül az átlagos nyomaték csökkenéséhez vezet.
Amikor négy négyszögletes segédnyílás van szimmetrikusan a középvonal körül, amint az a 3. ábrán látható. Az 5. ábrán öt, l1, h1, x1, l2 és h2 paramétert optimalizálunk és elemezünk. A 6. ábrán látható, hogy ha a horony mérete állandó, a motor nyomatékcsökkenése nagyobb lesz, amikor a két téglalap alakú segédhorony x1 távolsága növekszik. Látható, hogy a motor teljesítményét nagymértékben befolyásolja a mágneses pólus széléhez közeli kiegészítő horony. A szimuláció optimális eredménye, hogy ha l1 = 7mm, h1 = 4mm, x1 = 0.5mm, l2 = 1mm, h2 = 2mm, az átlagos motornyomaték 49,6Nm, a nyomatékcsúcs 5,5%. Ellentétben azzal az esettel, hogy csak egy szimmetrikus egyszögletes kiegészítő horony van hozzáadva, a belső segédhorony ésszerű hozzáadása tovább gyengítheti a nyomatékcsúcsot, ugyanakkor az átlagos nyomaték is csökken. Egy egyszerű optimalizálási módszer a belső tartály optimalizálása a külső tartály optimalizálása esetén.
A szimmetrikus négy horony alapján egy pár kiegészítő horony nyílik a belső oldalon, hogy egy szimmetrikus hat téglalap alakú segédhorony-szerkezetet képezzenek. Optimalizálja az x2 és l3, h3 nyílások helyzetét. Az egyszerűség kedvéért l1 = 7 mm, h1 = 4 mm, x1 = 0,5 mm, l2 = 1 mm, és h2 = 2 mm van rögzítve előre. A végeselem számítási eredmények azt mutatják, hogy a belső horony újbóli megnyitása nem gyengíti a nyomatékcsapást. Éppen ellenkezőleg, mivel a belső horony távolsága megnő, a motor teljesítménye is csökken. Ezért a téglalap alakú segédhornyok harmadik párja nem nagy jelentőséggel bír.
3.2 félkör alakú segédnyílás
Annak érdekében, hogy a félkör alakú segédhorony hatását tanulmányozzuk a felületi behelyezett állandó mágneses motor nyomatékára, a mágneses acél alatt a forgórészmagon két félkör alakú segédhorony nyílik a középvonalhoz képest A 7. ábrán a pozíciót és a méretet l1, r1 segítségével lehet korlátozni és optimalizálni, és az eredményt a 8. ábrán mutatjuk be. A nyomatékcsökkenés legalább 4,9%, de az átlagos nyomatékcsökkenés 49,3 Nm. Látható, hogy a nyomatékcsökkenés először csökken, majd növekszik, amikor a horony sugara nagyobb lesz.
Amikor a külső félkör alakú segédhorony optimális, a belső oldalon egy pár félkör alakú segédhorony nyílik meg. A belső segédnyílások korlátozása optimalizálása az x1 és az r2 paraméterekkel. A végeselem számítás azonban azt mutatja, hogy a belső segédhorony nyílása nem játszik szerepet a nyomatékcsökkenés gyengítésében, így nem jelenik meg.
