高速永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析研究_李振平

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1、第33卷第7期機(jī)電工程Vol．33No．72016年7月JournalofMechanical＆ElectricalEngineeringJul．2016DOI:10．3969/j．issn．1001－4551．2016．07．024高速永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析研究12李振平，占彥(1．北京動(dòng)力機(jī)械研究所，北京100074;2．蒂森克虜伯采礦物料搬運(yùn)技術(shù)(中國)有限公司，北京100020)摘要:針對高速永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度問題，對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式和永磁體材料的選擇、軸徑尺寸的確定、護(hù)套與永磁體之間的過盈配合、轉(zhuǎn)子強(qiáng)度分析方法等方面進(jìn)行了研究。開展了護(hù)套與永磁體之間過

2、盈量的理論分析，使用解析法建立了轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)過盈量的計(jì)算公式，提出了高速永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核方法。在理論分析的基礎(chǔ)上，利用ANSYS-workbench有限元軟件對一臺(tái)最高轉(zhuǎn)速為72000r/min的10kW高速永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子進(jìn)行了熱-結(jié)構(gòu)耦合強(qiáng)度分析計(jì)算。研究結(jié)果表明，永磁體與護(hù)套之間的動(dòng)態(tài)過盈量決定了轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度，該電機(jī)轉(zhuǎn)子的過盈量最佳值為0．03mm～0．05mm，該轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)合理可靠，可以滿足設(shè)計(jì)要求;該有限元仿真方法能夠方便地實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，為轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的依據(jù)。關(guān)鍵詞:高速永磁電機(jī);轉(zhuǎn)子;護(hù)套;結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;過盈量;熱-結(jié)構(gòu)耦合分析+中

3、圖分類號:TM351;TH39;TH123．3文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1001－4551(2016)07－0900－04Ｒotorstrengthanalysisofhighspeedpermanentmagnetmachine12LIZhen-ping，ZHANYan(1．BeijingPowerMachineryInstitute，Beijing100074，China;2．ThyssenKruppBulkTec(China)Ltd．，Beijing100020，China)Abstract:Aimingatthestructuraldesignandstrengthofh

4、igh-speedpermanentmagnetsynchronousmotorrotor，theselectionsofrotorstruc-tureandpermanentmaterial，determinationofrotorshaft’sdimensions，theinterferencefitbetweenprotectivesleeveandpermanentmag-nets，andanalysismethodofrotorstrengthwereinvestigated．Afterthetheoreticalanalysisofinterferencebetwe

5、enprotectivesleeveandper-manentmagnets，thecalculationformulafordynamicinterferencewasestablishedbyanalyticalmethod，amethodwaspresentedtocheckthestructuralstrengthofrotor．Basedonthetheoreticalanalysis，combinedwitha10kWhigh-speedpermanentmagnetsynchronousmotorwithmaximumspeedof72000r/min，heat-

6、structuralcouplinganalysisofrotorwascarriedoutbyANSYSworkbenchsoftware．Theresultsindi-catethatthestrengthoftherotorisdeterminedbythedynamicinterference，andtheoptimalvalueofinterferenceis0．03mm～0．05mmfortherotor，thedesignisreasonableandmeetsthedesignrequirements;thefiniteelementsimulationmeth

7、odcaneasilyanalyzethestructuralstrengthoftheembeddedrotor，providethebasisfortheoptimizationdesignoftherotor．Keywords:permanentmagnetsynchronousmotor;rotor;protectivesleeve;strengthanalysis;magnitudeofinterference;thermal-structuralcouplinganalysis軸