渦輪驅動高速永磁發(fā)電機的設計研究.pdf

1、高速永磁發(fā)電機體積小、效率高、轉速高，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動發(fā)電裝置中機械能轉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)電機單位體積內功率密度高，使得電機電磁負荷較高，針對傳統(tǒng)永磁發(fā)電機設計方法中尺寸和結構等的選擇應用于高速發(fā)電機并不準確。高速永磁發(fā)電機的設計是集電磁場、流體場、溫度場、轉子動力學等多物

2、理場耦合分析的設計思路。本文以電機額定數(shù)據(jù)從轉子所受離心力出發(fā)，確定轉子最大外徑。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計定子，同樣對于轉子永磁材料、永磁體結構與充磁方式、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、風摩損耗、轉子渦流損耗等計算和解釋?；趫雎方Y合的方法，對初選電機的參數(shù)優(yōu)化，采用有限元對設計的高速永磁發(fā)

3、電機進行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、負載下的氣隙磁密并分析波形質量。基于彈性力學厚壁圓筒理論，對轉子3D模型分別計算不同極限工況下的轉子強度，得出轉子強度隨不同因素的變化規(guī)律;基于轉子強度約束和彈性力學組合厚壁圓筒理論設計了轉子復合護套結構，并對復合護套進行優(yōu)化。研究結果表明，隨著護套和永磁體厚度的變化，其所受的應力逐漸減小，永磁體切向應力由于靜態(tài)過盈量的原因，先受壓應力后由