高速電機(jī)設(shè)計(jì)及損耗分析.pdf

1、高速電機(jī)具有轉(zhuǎn)速高、電機(jī)尺寸小、功率密度大和效率高等優(yōu)點(diǎn)，正成為電機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。高速電機(jī)的主要特點(diǎn)有兩個(gè)：一是轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，需要對(duì)轉(zhuǎn)子、尤其是高速永磁電機(jī)的永磁體轉(zhuǎn)子進(jìn)行保護(hù)；二是定子繞組電流和鐵心中磁通的高頻率，因此會(huì)產(chǎn)生很大的定子鐵耗，需要采取措施來(lái)盡量減小高速電機(jī)定子鐵耗。對(duì)于高速永磁電機(jī)，還存在轉(zhuǎn)子渦流損耗造成轉(zhuǎn)子永磁體退磁的現(xiàn)象。因此決定了高速電機(jī)具有不同于普通電機(jī)的特有技術(shù)特點(diǎn)和沒(méi)計(jì)方法，本文主要對(duì)高速電機(jī)的設(shè)計(jì)和

2、高速電機(jī)的轉(zhuǎn)子渦流損耗進(jìn)行了詳細(xì)地分析。
　　 本文在總結(jié)了異步電機(jī)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)和永磁電機(jī)三種高速電機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)VB編制了三種高速電機(jī)的軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)，生成三種電機(jī)電磁場(chǎng)分析的APDL語(yǔ)言，并調(diào)用ANSYS軟件進(jìn)行電磁場(chǎng)分析。然后，利用開(kāi)發(fā)的軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)了一臺(tái)10kW/50,000r/min的飛輪儲(chǔ)能用表面式高速永磁電機(jī)，并通過(guò)在轉(zhuǎn)子永磁體外施加過(guò)盈配合的非導(dǎo)磁金屬保護(hù)套來(lái)保護(hù)永磁體轉(zhuǎn)子，確保電機(jī)的高速運(yùn)行，將電機(jī)的

3、仿真和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)電機(jī)能夠很好地滿足設(shè)計(jì)要求。
　　 最后，考慮高頻磁場(chǎng)的集膚效應(yīng)，利用ANSOFT有限元軟件對(duì)轉(zhuǎn)子渦流損耗進(jìn)行了分析，提出在永磁體外增加一薄層非導(dǎo)磁金屬屏蔽環(huán)來(lái)減小轉(zhuǎn)子總渦流損耗的方案，分析總結(jié)出磁屏蔽環(huán)的最佳放置位置，并研究給出了磁屏蔽環(huán)在不同位置，轉(zhuǎn)子總渦流損耗隨磁屏蔽環(huán)的厚度和電導(dǎo)率的變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，選取較小的槽開(kāi)口、較大氣隙長(zhǎng)度可以有效地減小轉(zhuǎn)子渦流損耗；在轉(zhuǎn)子永磁體和永磁體護(hù)套之間