渦輪驅(qū)動高速永磁發(fā)電機的設(shè)計研究.pdf

1、高速永磁發(fā)電機體積小、效率高、轉(zhuǎn)速高，可直接與渦輪等高速裝置連接而不需要原動機傳動軸驅(qū)動，節(jié)省齒輪變速裝置，節(jié)省利用空間和提高效率，成為汽車廢氣渦輪驅(qū)動發(fā)電裝置中機械能轉(zhuǎn)換成電能的核心部件。
　　由于發(fā)電機的效率直接決定了汽車廢氣的利用率，高速永磁發(fā)電機單位體積內(nèi)功率密度高，使得電機電磁負(fù)荷較高，針對傳統(tǒng)永磁發(fā)電機設(shè)計方法中尺寸和結(jié)構(gòu)等的選擇應(yīng)用于高速發(fā)電機并不準(zhǔn)確。高速永磁發(fā)電機的設(shè)計是集電磁場、流體場、溫度場、轉(zhuǎn)子動力學(xué)等多物

2、理場耦合分析的設(shè)計思路。本文以電機額定數(shù)據(jù)從轉(zhuǎn)子所受離心力出發(fā)，確定轉(zhuǎn)子最大外徑。在定子材料的選擇、定子槽形、槽數(shù)、繞組連接方式和線徑等方面合理選擇設(shè)計定子，同樣對于轉(zhuǎn)子永磁材料、永磁體結(jié)構(gòu)與充磁方式、永磁體厚度、極對數(shù)、氣隙長度等方面合理選擇。用Bertotti鐵耗模型解釋定子鐵芯損耗的機理，數(shù)值計算定子鐵心損耗，分別對定子銅耗、風(fēng)摩損耗、轉(zhuǎn)子渦流損耗等計算和解釋?；趫雎方Y(jié)合的方法，對初選電機的參數(shù)優(yōu)化，采用有限元對設(shè)計的高速永磁發(fā)

3、電機進(jìn)行2D瞬態(tài)仿真，分析平行充磁下空載反電勢電壓正弦波形畸變率，搭建外接電路，對比分析電機空載、負(fù)載下的氣隙磁密并分析波形質(zhì)量?；趶椥粤W(xué)厚壁圓筒理論，對轉(zhuǎn)子3D模型分別計算不同極限工況下的轉(zhuǎn)子強度，得出轉(zhuǎn)子強度隨不同因素的變化規(guī)律;基于轉(zhuǎn)子強度約束和彈性力學(xué)組合厚壁圓筒理論設(shè)計了轉(zhuǎn)子復(fù)合護(hù)套結(jié)構(gòu)，并對復(fù)合護(hù)套進(jìn)行優(yōu)化。研究結(jié)果表明，隨著護(hù)套和永磁體厚度的變化，其所受的應(yīng)力逐漸減小，永磁體切向應(yīng)力由于靜態(tài)過盈量的原因，先受壓應(yīng)力后由