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高阶电机转子离心应力分析

电机技术 | 发布时间:2017-09-10 | 人气: | #评论# |本文关键字:电机,转子,离心应力分析
摘要:1.静力学方程 在经典力学理论中,物体的动力学通用方程为: 其中 为质量矩阵, 为阻尼矩阵, 为刚度矩阵, 为位移矢量, 为力矢量。 在线性静态结构分析中力与时间无关,因此位移 可以

1.静力学方程

    在经典力学理论中,物体的动力学通用方程为:

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其中640.webp (29).jpg为质量矩阵,640.webp (30).jpg为阻尼矩阵,640.webp (31).jpg为刚度矩阵,640.webp (32).jpg为位移矢量,640.webp (33).jpg为力矢量。

    在线性静态结构分析中力与时间无关,因此位移640.webp (32).jpg可以由下面的矩阵方程解出:

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    在线性静态结构分析(静力分析)中,假设640.webp (31).jpg为一常量矩阵且必须是连续的,材料必须满足线弹性、小变形理论,边界条件允许包含非线性边界条件,640.webp (35).jpg为静态加载到模型上的力,该力不随时间变化,不包括惯性影响因素(质量、阻尼等)。

    转子离心应力分析属于线性静态结构分析,因为离心力是稳态的惯性力

2.转子结构类型(磁路

    常见电机转子结构有绕线式、鼠笼式、永磁式,其中永磁式又主要分为表贴式(PM)和内嵌式(IPM)。永磁式是近年来研究的热点。

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    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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内置式转子结构还有很多,其中比较有代表性的就是这种多层式,这类转子凸极比很高,去掉磁钢可以做成同步磁阻电机。

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3.转子机械结构

    磁路设计时关注的问题和结构设计时关注的问题不一样。

    绕线式转子和鼠笼式转子的磁路结构看起了是一样的,转子冲片没有什么差别。但是实物差别就很大,鼠笼条有做铸铝、铸铜,还有插铜条的;绕线式当然就是绕线,但是转速的不同结构差异又很大,低速的直接绕好线刷漆焊接就行,速度高的就要考虑铜线的安全性,比如有用槽楔将铜线压住的,这时齿肩的结构设计就很讲究了。

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    对于永磁式转子,磁路种类很多,对于机械结构我们可以简单分成三类:表贴式、内置式、分瓣式(SPOKE)。

    表贴式转子结构磁钢的固定有两大类:抱紧类、压紧类。

    抱紧类:无纬带包裹、不导磁合金钢套住、碳纤维套筒;

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    压紧类:燕尾槽固定、螺钉压住、固定架压住。

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    内置式转子磁钢无需特殊固定方式,一般由硅钢片上面的槽限位即可。

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    分瓣式(SPOKE)转子的结构上需要转轴固定冲片,再由冲片固定磁钢。

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责任编辑:电气自动化网

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