高速永磁电机碳纤维护套转子综合特性研究

doi:1004-7018-45-12-1-4

微特电机 ›› 2017, Vol. 45 ›› Issue (12): 1-4.doi: 1004-7018-45-12-1-4

• • 下一篇

高速永磁电机碳纤维护套转子综合特性研究

刘威^1,²,陈进华²,崔志琴¹,张驰²

^1. 中北大学,太原 030051
^2. 中国科学院宁波材料技术与工程研究所,宁波 315201

收稿日期:2017-03-13 出版日期:2017-12-20 发布日期:2017-12-28
基金资助:
国家科技支撑计划项目(2014BAF10B00/2014-BAZ04784)

Study on Comprehensive Characteristics of Carbon Fiber Retaining Rotor in High Speed Permanent Magnet Machine

Wei LIU^1,²,Jin-hua CHEN²,Zhi-qin CUI¹,Chi ZHANG²

^1. North University of China, Taiyuan 030051,China
^2. Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, Ningbo 315201,China

Received:2017-03-13 Online:2017-12-20 Published:2017-12-28

摘要/Abstract

摘要：

针对高速电机转子易出现共振、断裂、高温产生不可逆退磁等问题,基于转子动力学设计、机械强度设计及流固耦合理论,对一台20 kW,20 000 r/min的高速永磁电机分别进行了电机转子的模态分析、强度分析和整个电机的温度场分析。在自由状态、轴承状态、实际工作状态3种情况下,分析了电机转子的临界转速;结合抗拉极限要求,综合考虑温升和转速影响,分析了转子护套强度;对电机进行了温度场分析。结果表明所设计电机转子无论在临界转速、转子强度还是在温升上都满足设计要求。

关键词: 高速永磁电机, 转子强度, 碳纤维, 温度场, 临界转速

Abstract:

The high speed machine rotor was prone to resonance, fracture and high temperature to produce irreversible demagnetization. Based on rotor dynamics design, mechanical strength design and fluid-solid coupling theory, a high-speed permanent magnet machine with 20 kW and 20 000 r/min was used for the modal analysis of the rotor of the machine, the strength analysis and the temperature of the whole machine field analysis. In the free state, bearing state and the actual working state, the critical speed of the rotor of the machine was analyzed. Combined with the tensile limit requirement, the strength of the rotor jacket was analyzed considering the influence of temperature rise and speed. The temperature field analysis. The results show that the design of the machine rotor in terms of critical speed, rotor strength or temperature rise to meet the design requirements.

Key words: high speed permanent magbet machine, rotor strength, carbon fiber, temperature field, critical speed

中图分类号:

TM351

刘威,陈进华,崔志琴,张驰. 高速永磁电机碳纤维护套转子综合特性研究[J]. 微特电机, 2017, 45(12): 1-4.

Wei LIU,Jin-hua CHEN,Zhi-qin CUI,Chi ZHANG. Study on Comprehensive Characteristics of Carbon Fiber Retaining Rotor in High Speed Permanent Magnet Machine[J]. Small & Special Electrical Machines, 2017, 45(12): 1-4.

参考文献

[1]	闫阿儒, 张驰 . 新型稀土永磁材料与永磁电机[M]. 北京: 科学出版社, 2014.
[2]	HONG D K, WOO B C, JEONG Y H , et al. Development of an ultra high speed permanent magnet synchronous motor[J]. Internationl Journal of precision engineering and manufacturing, 2013,14(3):493-499.
[3]	HONG D K, JOO D, WOO B C , et al. Performance verification of a high speed motor-generator for a microturbine generator[J]. Internationl Journal of precision engineering and manufacturing, 2013,14(7):1237-1244.
[4]	田野, 孙岩桦, 丁成伟 , 等. 不同支撑和转子装配方式的高速电机临界转速分析[J]. 振动与冲击, 2013,32(8):24-30.
[5]	黄梓嫄, 韩邦成, 周银锋 . 非线性接触下磁悬浮电机柔性转子系统模态分析[J]. 中国电机工程学报, 2014,34(15):2438-2444.
[6]	程文杰, 耿海鹏, 冯圣 , 等. 高速永磁同步电机转子强度分析[J]. 中国电机工程学报, 2012,32(27):87-94.
[7]	WEN S B, JIANG S Y . Optimum design of hybrid composite multi-ring flywheel rotor based on displacement method[J].Composites Science and Technology, 2012(72):982-988.
[8]	张涛, 朱熀秋, 孙晓东 , 等. 基于有限元法的高速永磁转子强度分析[J]. 电机与控制学报, 2012,16(6):63-68.
[9]	王保俊, 毕刘新, 陈亮亮 , 等. 碳纤维绑扎表贴式高速永磁电机转子强度分析[J]. 浙江大学学报:工学版, 2014,47(12):2101-2110.
[10]	KOLONDZOVSKi Z, SALLINEN P, BELAHCEN A , et al. Rotordynamic analysis of different rotor structures for high-speed per- manent magnet electrical machines[J]. IET Electric Power Applications, 2010,4(7):516-524.
[11]	丁树业, 葛云中, 徐殿国 , 等. 1.5MW 双馈风力发电机内流体场分析[J]. 中国电机工程学报, 2012,32(21):93-97.
[12]	丁树业, 孙兆琼, 徐殿国 , 等. 3MW 双馈风力发电机传热特性数值研究[J]. 中国电机工程学报, 2012,32(3):137-143.
[13]	DONG J N, HUANG Y K, JIN L , et al. Thermal optimization of a high-speed permanent magnet motor[J]. IEEE Transactions on Magnetics, 2014,50(2):749-752.
[14]	张凤阁, 杜光辉, 王天煜 , 等. 1.12 MW高速永磁电机多物理场综合设计[J] . 电工技术学报, 2015,30(12):171-180.

[1]	王立英, 戚振亚, 李听斌, 王永艳. 齿轮减速混合式步进电动机真空瞬态温度场计算与分析[J]. 微特电机, 2020, 48(7): 35-37.
[2]	陈杰, 王明盛. 高速永磁同步电机冷却系统优化分析[J]. 微特电机, 2020, 48(5): 25-27.
[3]	胡洪益, 晏才松, 曾纯, 申政, 刘龙辉. 高速永磁电机转子模态分析与实验研究[J]. 微特电机, 2020, 48(4): 26-27.
[4]	刘锐,晏才松,曾纯,刘龙辉. 高速永磁电机转子过盈配合设计及仿真研究[J]. 微特电机, 2020, 48(2): 17-19.
[5]	张华伟, 贾国超, 李玉涛, 崔广慧, 曹宽, 米永存. 基于多物理场的永磁电机工作点实时计算研究[J]. 微特电机, 2020, 48(11): 14-17.
[6]	许小伟, 杨炎, 肖祎然, 李随. 永磁同步电机多故障损耗分析与磁热耦合研究[J]. 微特电机, 2020, 48(10): 24-29.
[7]	张琦, 李增亮, 张乐, 于然. 潜水电机温度场研究方法及影响因素分析[J]. 微特电机, 2019, 47(6): 1-5.
[8]	杨震, 丁涛, 郭媛. 绕线式异步电机三维温度场仿真分析[J]. 微特电机, 2019, 47(6): 6-9.
[9]	刘威, 刘慧娟, 杜晋文, 宋腾飞. 定子水冷永磁同步电机多工况热特性的研究[J]. 微特电机, 2019, 47(4): 1-4.
[10]	彭卓凯,熊飞,李罡,祁宏钟,魏丹. 混合动力汽车电机转子动力学分析[J]. 微特电机, 2019, 47(3): 18-21.
[11]	刘龙辉,晏才松,曾纯,周立安. 金属橡胶滚动轴承-高速永磁电机转子动力特性分析[J]. 微特电机, 2019, 47(3): 22-24.
[12]	路文开,张卫,唐杨. 磁钢充磁方式对永磁电机转子涡流损耗研究[J]. 微特电机, 2019, 47(3): 36-39.
[13]	闫羽佳, 赵锦成. 盘式无铁心永磁发电机温度场分析和冷却方式研究[J]. 微特电机, 2018, 46(8): 45-48.
[14]	刘金辉,李丹妮,蔡巍. 车用永磁电机在不同工况下的温升分析[J]. 微特电机, 2018, 46(6): 5-8.
[15]	刘岩, 高庆忠, 王森, 赵阳阳, 郭枫. 新型混合式高效永磁调速器温度场仿真与分析[J]. 微特电机, 2018, 46(2): 69-72.

高速永磁电机碳纤维护套转子综合特性研究

Study on Comprehensive Characteristics of Carbon Fiber Retaining Rotor in High Speed Permanent Magnet Machine

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

联系我们