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高速電機(jī)現(xiàn)正成為電機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。其主要特點(diǎn)有兩個(gè)：一是轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)；二是定子繞組電流和鐵心中磁通的高頻率。由此決定了不同于普通電機(jī)的高速電機(jī)特有的關(guān)鍵技術(shù)。本文針對(duì)一臺(tái)已經(jīng)研制出的100KW高速永磁電機(jī)的機(jī)械特性進(jìn)行了分析研究。主要包括以下內(nèi)容：
首先，對(duì)高速永磁電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，工作原理和ANSYS軟件進(jìn)行了簡單的介紹。定子主要由機(jī)座、主磁極、換向極和電刷裝置組成，作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子由電樞鐵心和電樞繞組，換向器，軸及風(fēng)扇等組成，作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電機(jī)中的電磁能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換是在磁場(chǎng)中完成的，本設(shè)計(jì)中采用永磁體建立磁場(chǎng)，完成能量的轉(zhuǎn)換。
其次，對(duì)高速永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子強(qiáng)度進(jìn)行了分析。基于彈性力學(xué)理論和有限元接觸理論建立了高速永磁轉(zhuǎn)子應(yīng)力計(jì)算模型，確定了護(hù)套和永磁體之間的過盈量，分析了永磁體和護(hù)套的強(qiáng)度。永磁體與護(hù)套之間采用過盈配合，用護(hù)套對(duì)永磁體施加靜態(tài)預(yù)壓力抵消高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，使永磁體高速旋轉(zhuǎn)時(shí)仍能承受一定的壓應(yīng)力，從而保證永磁轉(zhuǎn)子的安全運(yùn)行。
首先，對(duì)高速永磁電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，工作原理和ANSYS軟件進(jìn)行了簡單的介紹。定子主要由機(jī)座、主磁極、換向極和電刷裝置組成，作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子由電樞鐵心和電樞繞組，換向器，軸及風(fēng)扇等組成，作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電機(jī)中的電磁能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)換是在磁場(chǎng)中完成的，本設(shè)計(jì)中采用永磁體建立磁場(chǎng)，完成能量的轉(zhuǎn)換。
其次，對(duì)高速永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子強(qiáng)度進(jìn)行了分析。基于彈性力學(xué)理論和有限元接觸理論建立了高速永磁轉(zhuǎn)子應(yīng)力計(jì)算模型，確定了護(hù)套和永磁體之間的過盈量，分析了永磁體和護(hù)套的強(qiáng)度。永磁體與護(hù)套之間采用過盈配合，用護(hù)套對(duì)永磁體施加靜態(tài)預(yù)壓力抵消高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，使永磁體高速旋轉(zhuǎn)時(shí)仍能承受一定的壓應(yīng)力，從而保證永磁轉(zhuǎn)子的安全運(yùn)行。
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