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1、飛輪儲(chǔ)能用外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)是工作在真空環(huán)境中的高速電機(jī)。針對(duì)其特定的結(jié)構(gòu)型式、工作環(huán)境和關(guān)鍵問(wèn)題,本文分別從電機(jī)的設(shè)計(jì)方法、轉(zhuǎn)子強(qiáng)度、損耗和溫升性能等方面展開系統(tǒng)地研究與分析,為外轉(zhuǎn)子飛輪電機(jī)和一般高速電機(jī)的相關(guān)研究工作提供一定的參考和借鑒。
結(jié)合電機(jī)的設(shè)計(jì)要求,對(duì)一臺(tái)額定功率100kW、額定轉(zhuǎn)速20000rpm的外轉(zhuǎn)子飛輪電機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),綜合考慮機(jī)械和電磁性能要求,給出外轉(zhuǎn)子飛輪電機(jī)的設(shè)計(jì)方法,并從損耗和溫升角度對(duì)電機(jī)進(jìn)
2、行優(yōu)化。
針對(duì)外轉(zhuǎn)子電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)所受離心力較大的問(wèn)題,對(duì)多種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行探討。對(duì)普通表貼式轉(zhuǎn)子進(jìn)行強(qiáng)度分析,討論外加壓力對(duì)轉(zhuǎn)子受力狀況的影響;針對(duì)其缺點(diǎn)提出改進(jìn)方案,并對(duì)三種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比;分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子受力的影響,包括極間填充材料的影響,護(hù)套材料和厚度的影響以及永磁體分塊的影響,為外轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供參考。
針對(duì)高速電機(jī)特有的轉(zhuǎn)子損耗和溫升問(wèn)題,建立了真空中轉(zhuǎn)子輻射散熱的解析計(jì)算模型,給出了轉(zhuǎn)子溫
3、度和損耗的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并從轉(zhuǎn)子溫升限制的角度給出轉(zhuǎn)子損耗的允許范圍;對(duì)電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)(槽口寬度、氣隙長(zhǎng)度、護(hù)套材料和厚度)進(jìn)行優(yōu)化,以達(dá)到減小轉(zhuǎn)子渦流損耗的目的;討論永磁體分塊對(duì)轉(zhuǎn)子渦流損耗的影響,并針對(duì)偏心磁極提出更為實(shí)用而有效的永磁體不均勻分塊的方法。
考慮到采用磁懸浮軸承的外轉(zhuǎn)子電機(jī)容易出現(xiàn)氣隙偏心的現(xiàn)象,對(duì)氣隙偏心時(shí)電機(jī)損耗進(jìn)行了分析。對(duì)偏心引起的附加磁場(chǎng)和由此引起的附加永磁體渦流損耗進(jìn)行了解析求解;分別探討了不同偏心型式
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