【摘要】：隨著我國裝備制造業(yè)的快速發(fā)展,高速電機(jī)在各大領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。由于高速電機(jī)具有體積小、效率高、便于維護(hù)等特點(diǎn),但由于轉(zhuǎn)子速度高、繞組電流和鐵心磁通頻率高、功率密度和損耗密度較高等特點(diǎn),高速電機(jī)在電磁設(shè)計、轉(zhuǎn)子強(qiáng)度、高速軸承選取等方面存在許多普通電機(jī)所不具有的特殊問題。在此背景下,將新材料應(yīng)用于高速電機(jī)以此來提高電機(jī)的綜合性能,特別是非晶合金材料廣泛應(yīng)用于高速電機(jī)應(yīng)重點(diǎn)考慮的問題。本課題針對5kW、20000r/min非晶合金高速永磁電機(jī),分別研究了電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度和電機(jī)的電磁性能。首先,針對表貼式高速永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子強(qiáng)度問題,設(shè)計了碳纖維保護(hù)措施,并提出了一種混合保護(hù)措施;比較分析了電機(jī)轉(zhuǎn)速、運(yùn)行溫度、護(hù)套厚度、裝配過盈量等對轉(zhuǎn)子應(yīng)力分布的影響,并對混合保護(hù)措施和碳纖維在冷態(tài)下的轉(zhuǎn)子應(yīng)力進(jìn)行了比較分析;分析了不同永磁體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn);推導(dǎo)了解析解方法并與有限元對比。其次,對于內(nèi)置式電機(jī),研究如何減小隔磁橋的應(yīng)力,通過增加隔磁橋的數(shù)量,將應(yīng)力分散到多個隔磁橋上提高轉(zhuǎn)子的安全系數(shù);計算了永磁體不分段和分段數(shù)目不同時的電磁性能和轉(zhuǎn)子強(qiáng)度;設(shè)計了一臺電機(jī)轉(zhuǎn)軸并且驗(yàn)證了設(shè)計的合理性,并分析了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對臨界轉(zhuǎn)速的影響。最后,針對非晶合金高速永磁電機(jī)的電磁設(shè)計特點(diǎn),本文基于一臺5kW、20000r/min的高速永磁電機(jī),從電機(jī)反電動勢、氣隙磁密、齒槽轉(zhuǎn)矩三方面分析不同極槽配合的利弊并選擇一種極槽配合,結(jié)合轉(zhuǎn)子極間加導(dǎo)磁材料的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)降低固有電壓調(diào)整率。分析了定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)對電磁特性的影響,包括極數(shù)、槽數(shù)、氣隙大小、極弧系數(shù)等,總結(jié)了相應(yīng)的規(guī)律,確定了電磁設(shè)計方案,通過溫升計算驗(yàn)證電磁設(shè)計的合理性,并編寫了高速電機(jī)電磁計算程序界面。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM351

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2513147