永磁同步電動(dòng)機(jī)電磁-機(jī)械應(yīng)力耦合場(chǎng)的研究.pdf

1、永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)裝有永磁體，轉(zhuǎn)子沖片上開(kāi)有大量隔磁槽，有時(shí)為了擁有自起動(dòng)能力，轉(zhuǎn)子表面上還要安裝鼠籠導(dǎo)條，進(jìn)一步削弱了轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度。電機(jī)工作在多物理耦合場(chǎng)條件下，運(yùn)行時(shí)受到電磁力、熱應(yīng)力和離心力等機(jī)械應(yīng)力作用，特別是轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的高速永磁電機(jī)，轉(zhuǎn)子疊片和永磁體會(huì)受到巨大離心力，轉(zhuǎn)子強(qiáng)度問(wèn)題更為嚴(yán)重。
　　為了校核在多物理場(chǎng)環(huán)境的綜合應(yīng)力作用下，永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是否滿足機(jī)械強(qiáng)度、塑性要求，本文以一臺(tái)22kW自

2、起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)(Line-startPermanent Magnet Synchronous Motor，LSPMSM)和一臺(tái)11kW高速永磁電機(jī)為例，對(duì)轉(zhuǎn)子電磁-機(jī)械應(yīng)力耦合場(chǎng)進(jìn)行了深入地研究。
　　首先，進(jìn)行了永磁同步電機(jī)電磁場(chǎng)有限元分析。在ANSOFT Maxwell中建立LSPMSM和高速永磁同步電動(dòng)機(jī)2D電磁場(chǎng)有限元模型，對(duì)LSPMSM空載起動(dòng)、負(fù)載起動(dòng)、堵轉(zhuǎn)及過(guò)載失步過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性和高速永磁同步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行的穩(wěn)態(tài)

3、特性進(jìn)行了仿真計(jì)算。
　　其次，簡(jiǎn)單介紹了應(yīng)力場(chǎng)的基本理論，包括應(yīng)力、應(yīng)變的基本概念，強(qiáng)度理論以及彈性模量、泊松比、屈服極限等材料力學(xué)性能的主要指標(biāo)，并從理論上分析了永磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子受力情況。
　　然后，對(duì)LSPMSM不同工況下的應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了仿真分析?；贚SPMSM的電磁場(chǎng)仿真模型及計(jì)算結(jié)果，通過(guò)Workbench耦合平臺(tái)對(duì)其空載起動(dòng)、負(fù)載起動(dòng)及過(guò)載失步過(guò)程的應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，得到了電機(jī)轉(zhuǎn)子在極端情況下的應(yīng)力和變形。