高速永磁无刷电机转子结构对转子涡流损耗的影响

发布时间：2021-08-12 23:14

　　高速电机转子在高速运行时可能因离心力而损坏,因此经常需要在转子外侧增加一层护套,以对电机转子起到保护作用。转子护套的结构和材质对转子损耗有着重要的影响,尤其是转子涡流损耗。另一方面,高速电机由于其具有高功率密度的特点,造成转子散热困难,引起转子高温升。转子高温不仅影响轴承的润滑与寿命,限制电机转速的提升,而且可能造成永磁体不可逆失磁。本文首先提出一种新型转子护套结构,即叠片式金属护套。叠片式金属护套可以阻断涡流的流通路径,减小转子护套中的涡流损耗。接着本文采用三维有限元仿真分析与实验相结合的方法,研究了不同结构和材质的转子护套对高速永磁无刷直流电机转子涡流损耗的影响。本文所提出的实验方案是当转子静止的条件下,以从转子上观察到的定子产生的主要谐波磁场与实际工况下保持不变作为等效原则,将相应的等效电流谐波施加于定子绕组,测量得到转子涡流损耗。由于转子是静止的,因此实验中不存在机械损耗;且由于此时电机损耗都是由谐波电流产生的,电机总损耗较小;因而在这种实验条件下,转子涡流损耗可以被测量,且测量结果的准确性可以被保证。仿真和实验结果表明,护套的等效电导率对转子涡流损耗有显著影响,因而在电机设计... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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转子结构

浙江大学硕士学位论文高速永磁电机转子叠片式金属护套8(a)(b)图2.1花瓣形转子示意图新型叠片式金属护套本文提出一种用于高速永磁无刷电机转子的叠片式金属护套，解决了金属作为护套时存在涡流的问题，也避免了纤维作为转子护套时散热差、热应力大、高温条件下容易失效的问题，同时也解决了圆筒形转子护套的内表面与异形转子的外表面无法紧密贴合的问题，进而实现了对转子的有效保护。

浙江大学硕士学位论文高速永磁电机转子叠片式金属护套9叠片式金属护套具有如下特点：（1）采用叠片式金属护套。叠片式金属护套的结构可以通过阻断涡流的流通路径，进而解决常规圆筒形金属护套中存在较大涡流的问题。金属护套由若干金属片叠装而成。叠片式金属护套结构如图2.2所示。金属片的厚度可以根据加工工艺与加工设备决定，一般为0.2mm到2mm之间。金属片的加工工艺有多种，例如采用冲床冲制、线切割、激光切割，等等。金属片之间设置绝缘层。设置绝缘层的工艺有多种，例如，在金属片表面涂绝缘漆，或者通过热处理或化学处理在金属片表面形成绝缘氧化层，或者在金属片之间叠加很薄的绝缘片或绝缘膜。金属护套由若干金属片叠装制成，其效果是通过叠片结构阻断了涡流的流通路径，使得涡流极校图2.2叠片式金属护套结构（2）金属片的内圈形状与转子外形匹配。由于采用叠片式结构，金属片可以用冲床冲制、或者线切割、或者激光切割，等等，因此可以灵活设计金属片的内圈形状，使金属片内圈形状与转子外形相同，而不再要求金属片内圈为常规的圆形，这样就能保证金属片内圈的形状与转子外形相匹配。这样由金属片叠装形成的金属护套，其外侧可以仍然保持圆柱形，但内侧不必是规则的圆筒形，可以与异形转子的外圈全面贴合，对转子进行有效保护。异形叠片式金属护套结构如图2.3所示。异形转子配合异形叠片式金属护套示意图如图2.4所示。作为对比，如图2.1所示是传统圆筒形护套安装在电机异

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]高速永磁无刷电机多场综合分析及无位置传感器控制[D]. 郝鹤.浙江大学 2013
[2]高速永磁无刷直流电机转子涡流损耗的研究[D]. 周凤争.浙江大学 2008



本文编号：3339246