磁悬浮永磁电机高速高功率密度转子多物理场优化设计方法

基本信息
批准号:51707005
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.50
负责人:黄梓嫄
学科分类:
依托单位:北京航空航天大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周银锋,陈琪,陈少华,翟鲁鑫,张旭,叶向阳
关键词:
流体场电磁场应力场耦合分析多物理场
结项摘要

One of the main advantages of high-speed machines can directly drive the load, which will result in improvement of the efficiency and the reliability. Therefore, the high speed motor has a wide application prospect in industrial field. The huge centrifugal stress and the loss density on the rotor from high speed and the high frequency, will restrict the higher speed and influence the reliability due to the strength and the temperature rise of the permanent magnet. This project firstly established the mechanics and electromagnetism coupling model from strength and electromagnetic loss point of view, then the constraint and the relation in different physical fields are analyzed in order to optimize the structure of the sleeve and the permanent magnet. It can provide the theoretical foundation to increase the electric efficiency and ensure the stable operation.

高速高能量密度永磁电机由于可直接驱动负载,可大大提高整机系统效率和可靠性,在工业领域应用前景广泛。高速和高频带来的转子巨大离心应力和损耗密度,使得脆性材料永磁体的强度和温升问题成为制约电机实现更高转速的技术瓶颈和影响电机可靠性的决定性因素。本项目从护套和永磁体转子装配体力学强度和电磁损耗出发,通过建立转子力-磁耦合计算模型,分析转子在设计过程中不同物理场之间机理的制约和联系,进行满足应力场、温度场和流体场的损耗分析方法及护套和永磁体结构优化设计方法研究,为提高电机效率和保证稳定运行提供理论依据。

项目摘要

高速永磁电机由于可直接驱动负载,取消传统齿轮增速装置,具有小体积、高能量密度和高可靠性等优点,在工业领域应用前景广泛。高速和高频带来的转子巨大离心应力和损耗密度,使得脆性材料永磁体的强度和温升问题成为制约电机实现更高转速的技术瓶颈和影响电机可靠性的决定性因素。本项目从护套和永磁体转子装配体力学强度和电磁损耗出发,通过建立转子力-热-磁耦合计算模型,分析了转子在设计过程中不同物理场之间机理的制约和联系,进行了满足应力场、温度场和流体场的损耗分析方法及护套和永磁体结构优化设计方法研究,为提高电机效率和保证稳定运行提供了理论依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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