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电机转子离心应力分析-有限元

电机技术 | 发布时间:2017-09-10 | 人气: | #评论# |本文关键字:有限元,电机,转子,离心应力
摘要:转子离心应力分析,是电机设计的一项基本校核工作。 永磁电机常见以下四种转子结构(转子结构图来源于EasiMotor转子冲片库)。 上图中第一种转子属于表贴式,另外三种属于内置式

转子离心应力分析,是电机设计的一项基本校核工作。

永磁电机常见以下四种转子结构(转子结构图来源于EasiMotor转子冲片库)。

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       上图中第一种转子属于表贴式,另外三种属于内置式。表贴式转子常见的磁钢固定方式有:不锈钢套、碳纤维套、缠无纬带、燕尾槽等。内置式转子不需要对磁钢做特殊固定,结构简单,制造方便,并且适用于电机高速化。

        从电磁方面来讲,内置式转子电机也有他独特的优势,从永磁电机的电磁转矩公式:

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可以看出,内置式电机由于d、q轴的不对称(凸极比)可以产生磁阻转矩,有利于提升电机的功率密度。其中,内置式转子磁桥的宽度是影响电机凸极比的首要因数,减小磁桥厚度有利于提升电机的凸极比,但是减小磁桥厚度会增加磁桥位置的离心应力,应力过大转子磁桥会断裂,这里需要一个平衡。

       为了最大化的减小磁桥,我们就需要精确计算转子磁桥位置的离心应力。本文以IPM电机为例,为大家展示转子离心应力分析方法和过程。

       利用有限元方法进行转子离心应力分析的流程一般如下:

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1. 工况分析

      内置式 转子离心应力分析的工况比较简单,我们主要确定需要分析的工况是大转矩型还是高速型,这会影响模型的简化。如果不是力矩型电机,我们都可以认为是高速型或常规型,高速型和常规型电机由于转矩引起的离心应力在磁桥位置只占很小一部分,一般不超过10%。

2. 简化模型

       如果是力矩型电机,需要建立全模型。如果是高速型或常规型我们只需要建立1/P模型即可,即建一个极的转子模型,因为忽略转矩后,极间没有切向变形量。

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责任编辑:电气自动化网

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