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

1、永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)裝有永磁體，轉(zhuǎn)子沖片上開有大量隔磁槽，有時為了擁有自起動能力，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條件下，運行時受到電磁力、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)每分鐘幾萬甚至十幾萬轉(zhuǎn)的高速永磁電機(jī)，轉(zhuǎn)子疊片和永磁體會受到巨大離心力，轉(zhuǎn)子強(qiáng)度問題更為嚴(yán)重。
　　為了校核在多物理場環(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22kW自

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

3、特性進(jìn)行了仿真計算。
　　其次，簡單介紹了應(yīng)力場的基本理論，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)運行時轉(zhuǎn)子受力情況。
　　然后，對LSPMSM不同工況下的應(yīng)力場進(jìn)行了仿真分析?；贚SPMSM的電磁場仿真模型及計算結(jié)果，通過Workbench耦合平臺對其空載起動、負(fù)載起動及過載失步過程的應(yīng)力場進(jìn)行了計算，得到了電機(jī)轉(zhuǎn)子在極端情況下的應(yīng)力和變形。