モータータイプPMSMのサプライヤーとして、私は永久磁石同期モーター（PMSM）の複雑さを深く掘り下げる特権を持っていました。 PMSMの最も基本的な側面の1つは、ローター内の永久磁石の配置です。この配置は、モーターの性能だけでなく、その効率、電力密度、全体的な信頼性も決定します。このブログでは、PMSMローターに恒久的な磁石が配置されるさまざまな方法と、これらの配置がモーターの特性にどのように影響するかを探ります。
表面 - マウントされた永久磁石（SPM）ローター
最も単純で最も単純な配置は、表面にマウントされた永久磁石ローターです。この設計では、永久磁石がローターコアの外面に取り付けられています。この配置は比較的簡単に製造できるため、多くのアプリケーションに効果的です。
SPMローターの磁石は、通常、ネオジム - 鉄 - ホウ素（NDFEB）などの高エネルギー密度材料で作られています。これらの表面に搭載された磁石によって生成される磁場は、比較的簡単に計算でき、モーター設計プロセスを簡素化します。 SPMローターのフラックスパスは比較的単純で、磁石を磁石から空気を介して放射状に流れる - ステーターとのギャップ。
SPMローターの主な利点の1つは、ローターインダクタンスが低いことです。この低いインダクタンスにより、高出力と重量比が可能になり、SPMモーターが高速操作と迅速な加速が必要なアプリケーションに適しています。ただし、SPMローターにはいくつかの制限があります。磁石は空気にさらされています - ギャップは、高温または外部磁場により、機械的損傷と消磁性化の影響を受けやすいことを意味します。
このタイプのローター配置を備えたモーターに興味がある場合は、[PMSM Electric Motor]（/Motor/永久磁石 - 同期 - モーター/PMSM -Electric -Motor.html）をチェックできます。
内部永久磁石（IPM）ローター
内部の永久磁石ローターは、SPMローターよりも複雑で非常に効率的な代替品を提供します。 IPMローターでは、永久磁石がローターコア内に埋め込まれています。この配置は、SPMの設計よりもいくつかの利点を提供します。
第一に、埋め込まれた磁石は、機械的損傷と消磁からよりよく保護されています。ローターコアはシールドとして機能し、外部因子の影響を受ける磁石のリスクを減らします。第二に、IPMローターは、永久磁石によって生成される磁気トルクと、ローターの磁気抵抗の変動によって生成される抵抗性トルクの両方を利用できます。
IPMローター内の磁石の配置は大幅に異なる場合があります。 1つの一般的な構成は、単一のレイヤーIPMローターです。ここでは、磁石がローターコア内の単一の行に配置されます。もう1つのより高度な構成は、マルチレイヤーIPMローターで、磁石の複数の行があります。マルチレイヤー設計により、より複雑な磁場分布が可能になり、トルク密度と効率が高くなります。
IPMモーターは、電気自動車や産業用ドライブなど、広い速度範囲にわたる低速度および高効率での高いトルクが必要なアプリケーションでよく使用されます。 [IEC標準PMSMモーター]（/モーター/永久磁石 - 同期 - モーター/IEC -Standard -PMSM -Motor.html）は、さまざまな産業用途向けの高度なIPMローターテクノロジーを提供します。
V-形状とu-形状の磁石配置
IPMローターの領域内では、V-形状とu-形状の磁石配置が非常に人気を博しています。これらの非線形磁石配置は、ローターの磁場分布を最適化するように設計されています。
V -Shape Magnet配置では、磁石はローターコア内のV-のような構成に配置されます。この配置は、空気中の磁束密度を高めるのに役立ちます - それは、より高いトルク産生につながります。 V-形状は、ステーターの歯とローター磁石の間の相互作用によって引き起こされるトルクの波紋であるコギングトルクを減らすのにも役立ちます。
u-形状の磁石配置は、v-形状に似ていますが、より丸い構成があります。トルク密度の増加とシットトルクの減少という点で同様の利点を提供します。これらの高度な磁石の配置には、最適なパフォーマンスを確保するために、正確な製造技術が必要です。
軸 - フラックスPMSMローター
Axial-フラックスPMSMは、従来の放射状のフラックスPMSMと比較して異なるローター設計を持っています。軸方向のフラックスPMSMでは、磁束がステーターとローターの間を軸方向に流れます。軸方向のフラックスPMSMローターの永久磁石は、通常、フラットディスクの形状ローターの円形パターンで配置されます。
軸方向のフラックス設計の利点は、その高出力密度とコンパクトサイズです。軸方向のフラックスPMSMは、ラジアル - フラックスモーターと比較して、より高いトルクと体積比を達成することができ、スペースが限られているアプリケーションに適しています。 [6フェーズPMSMモーター]（/モーター/永久磁石 - 同期 - モーター/6-位相-Motor.html）には、特定のアプリケーションでパフォーマンスが向上する軸方向のフラックス設計が含まれています。
モーター性能に対する磁石の配置の影響
ローター内の永久磁石の配置は、PMSMの性能に大きな影響を与えます。さまざまな配置がモーターのトルクに影響を与える可能性があります - 速度特性、効率、電力密度、信頼性。
たとえば、SPMローターは高速能力で知られていますが、IPMローターの高いトルク性能がない場合があります。一方、IPMローターは、低速で高速度で高トルクを提供し、広い速度範囲にわたって高効率を提供することができ、より広範なアプリケーションに適しています。
IPMローターのv-形状やu-形状などの高度な磁石配置は、トルク密度を高め、コギングトルクを減らすことにより、モーターの性能をさらに向上させることができます。 Axial -Flux PMSMは、高出力密度とコンパクトサイズのユニークな組み合わせを提供します。これは、スペースがプレミアムにあるアプリケーションのゲームになる可能性があります。
結論
結論として、PMSMローター内の永久磁石の配置は、さまざまなアプリケーションに対するモーターの性能と適合性を決定する重要な要因です。モータータイプPMSMのサプライヤーとして、これらの磁石配置の重要性を理解し、顧客の多様なニーズを満たすために、異なるローター設計を備えた幅広いモーターを提供します。
SPMローターを備えた高速モーター、IPMローターを備えた高いトルクと効率的なモーター、またはコンパクトで強力な軸方向のフラックスPMSMを探している場合でも、ソリューションがあります。 PMSM製品について詳しく知ることに興味がある場合、またはアプリケーションに具体的な要件がある場合は、調達ディスカッションについてお問い合わせください。パフォーマンス、効率、コスト - 有効性のニーズを満たす最高のモーターソリューションを提供することをお約束します。
参照
- ミラー、TJE（2001）。ブラシレスパーマネント - マグネットと不本意なモータードライブ。オックスフォード大学出版局。
- Jahns、TM、＆Lu、B。（2001）。インテリアパーマネント - 調整可能なマグネット同期モーター - 速度ドライブ。業界アプリケーションに関するIEEEトランザクション、37（4）、1018-1027。
- ラーマン、マサチューセッツ州、ホーク、私（2010）。軸 - フラックス永続 - マグネット同期マシン：レビュー。エネルギー変換に関するIEEEトランザクション、25（2）、328-341。