高速永磁同步电机的转子结构强度分析研究_李振平

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1、第33卷第7期机电工程Vol．33No．72016年7月JournalofMechanical＆ElectricalEngineeringJul．2016DOI:10．3969/j．issn．1001－4551．2016．07．024高速永磁同步电机的转子结构强度分析研究12李振平，占彦(1．北京动力机械研究所，北京100074;2．蒂森克虏伯采矿物料搬运技术(中国)有限公司，北京100020)摘要:针对高速永磁同步电机转子结构设计及强度问题，对转子结构形式和永磁体材料的选择、轴径尺寸的确定、护套与永磁体之间的过盈配合、转子强度分析方法等方面进行了研究。开展了护套与永磁体之间过

2、盈量的理论分析，使用解析法建立了转子动态过盈量的计算公式，提出了高速永磁同步电机转子的结构强度校核方法。在理论分析的基础上，利用ANSYS-workbench有限元软件对一台最高转速为72000r/min的10kW高速永磁同步电机的转子进行了热-结构耦合强度分析计算。研究结果表明，永磁体与护套之间的动态过盈量决定了转子的强度，该电机转子的过盈量最佳值为0．03mm～0．05mm，该转子设计合理可靠，可以满足设计要求;该有限元仿真方法能够方便地实现内嵌式转子的结构强度分析，为转子的结构优化设计提供一定的依据。关键词:高速永磁电机;转子;护套;结构强度;过盈量;热-结构耦合分析+中

3、图分类号:TM351;TH39;TH123．3文献标志码:A文章编号:1001－4551(2016)07－0900－04Ｒotorstrengthanalysisofhighspeedpermanentmagnetmachine12LIZhen-ping，ZHANYan(1．BeijingPowerMachineryInstitute，Beijing100074，China;2．ThyssenKruppBulkTec(China)Ltd．，Beijing100020，China)Abstract:Aimingatthestructuraldesignandstrengthofh

4、igh-speedpermanentmagnetsynchronousmotorrotor，theselectionsofrotorstruc-tureandpermanentmaterial，determinationofrotorshaft’sdimensions，theinterferencefitbetweenprotectivesleeveandpermanentmag-nets，andanalysismethodofrotorstrengthwereinvestigated．Afterthetheoreticalanalysisofinterferencebetwe

5、enprotectivesleeveandper-manentmagnets，thecalculationformulafordynamicinterferencewasestablishedbyanalyticalmethod，amethodwaspresentedtocheckthestructuralstrengthofrotor．Basedonthetheoreticalanalysis，combinedwitha10kWhigh-speedpermanentmagnetsynchronousmotorwithmaximumspeedof72000r/min，heat-

6、structuralcouplinganalysisofrotorwascarriedoutbyANSYSworkbenchsoftware．Theresultsindi-catethatthestrengthoftherotorisdeterminedbythedynamicinterference，andtheoptimalvalueofinterferenceis0．03mm～0．05mmfortherotor，thedesignisreasonableandmeetsthedesignrequirements;thefiniteelementsimulationmeth

7、odcaneasilyanalyzethestructuralstrengthoftheembeddedrotor，providethebasisfortheoptimizationdesignoftherotor．Keywords:permanentmagnetsynchronousmotor;rotor;protectivesleeve;strengthanalysis;magnitudeofinterference;thermal-structuralcouplinganalysis轴