高速電機設計及損耗分析.pdf

1、高速電機具有轉速高、電機尺寸小、功率密度大和效率高等優(yōu)點，正成為電機領域的研究熱點之一。高速電機的主要特點有兩個：一是轉子的高速旋轉，需要對轉子、尤其是高速永磁電機的永磁體轉子進行保護；二是定子繞組電流和鐵心中磁通的高頻率，因此會產生很大的定子鐵耗，需要采取措施來盡量減小高速電機定子鐵耗。對于高速永磁電機，還存在轉子渦流損耗造成轉子永磁體退磁的現(xiàn)象。因此決定了高速電機具有不同于普通電機的特有技術特點和沒計方法，本文主要對高速電機的設計和

2、高速電機的轉子渦流損耗進行了詳細地分析。
　　 本文在總結了異步電機、開關磁阻電機和永磁電機三種高速電機設計特點的基礎上，通過VB編制了三種高速電機的軟件設計平臺，生成三種電機電磁場分析的APDL語言，并調用ANSYS軟件進行電磁場分析。然后，利用開發(fā)的軟件平臺設計了一臺10kW/50,000r/min的飛輪儲能用表面式高速永磁電機，并通過在轉子永磁體外施加過盈配合的非導磁金屬保護套來保護永磁體轉子，確保電機的高速運行，將電機的

3、仿真和實驗數(shù)據(jù)進行了對比分析，發(fā)現(xiàn)電機能夠很好地滿足設計要求。
　　 最后，考慮高頻磁場的集膚效應，利用ANSOFT有限元軟件對轉子渦流損耗進行了分析，提出在永磁體外增加一薄層非導磁金屬屏蔽環(huán)來減小轉子總渦流損耗的方案，分析總結出磁屏蔽環(huán)的最佳放置位置，并研究給出了磁屏蔽環(huán)在不同位置，轉子總渦流損耗隨磁屏蔽環(huán)的厚度和電導率的變化趨勢。結果表明，選取較小的槽開口、較大氣隙長度可以有效地減小轉子渦流損耗；在轉子永磁體和永磁體護套之間