高速永磁電機(jī)機(jī)械特性分析.pdf

1、高速電機(jī)由于體積小、轉(zhuǎn)速高，可與工作機(jī)或負(fù)載直接相連，省去了傳統(tǒng)的機(jī)械變速裝置，可減小噪音和提高傳動系統(tǒng)的效率，在高速磨床、空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)、儲能飛輪、天然氣輸送高速離心壓縮機(jī)、分布式發(fā)電系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用的應(yīng)用前景，但由于高速電機(jī)的功率密度和損耗密度較高、散熱困難以及轉(zhuǎn)子強(qiáng)度和剛度等問題制約著大功率特別是兆瓦級高速電機(jī)的發(fā)展，本文以遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目《基于多物理場耦合分析的高速永磁電機(jī)設(shè)計(jì)》為研究背景，以315kW高速永磁電機(jī)

2、為研究對象，對高速電機(jī)的機(jī)械特性進(jìn)行了全面深入的探討。主要研究工作包括以下幾方面內(nèi)容：
　　對各向異性護(hù)套材料時的轉(zhuǎn)子強(qiáng)度進(jìn)行理論分析，并用有限元方法驗(yàn)證；在有限元分析的基礎(chǔ)上，比較不同護(hù)套結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子應(yīng)力分布，對碳纖維纏繞力進(jìn)行初步計(jì)算，分析極間填充材料、溫度、轉(zhuǎn)速等對轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的影響，提出碳纖維護(hù)套混合保護(hù)措施，并分析在不同工況下轉(zhuǎn)子應(yīng)力分布情況。
　　建立有限元模型計(jì)算各向異性材料轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速，采用激振試驗(yàn)確定各向異性有限

3、元模型中的材料屬性，分析轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子材料、軸承支承剛度等因素對永磁轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響，總結(jié)各因素變化產(chǎn)生的影響規(guī)律。最后驗(yàn)證了永磁轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)的合理性。
　　對高速永磁電機(jī)進(jìn)行整機(jī)模態(tài)分析，研究電機(jī)各個零部件的振動對整機(jī)振動的影響，得到各部件與整機(jī)振動的關(guān)聯(lián)性，分析各零部件之間的連接剛度對整機(jī)振動的影響，總結(jié)影響規(guī)律。
　　針對高速永磁電機(jī)體積小、能力密度高，散熱困難的問題，設(shè)計(jì)合理的散熱結(jié)構(gòu)，采用多物理場有限元分析方法計(jì)算高