国家自然科学基金(51207094)
- 作品数：7 被引量：247H指数：6
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- 高速永磁外转子爪极电机多物理场分析与驱动系统设计（英文）
- 2015年
- 由于高频供电与高速旋转的影响,与传统电机相比高速电机设计面临更严峻的问题,如电磁场分析,转子应计算,转子动力学特性和驱动系统。本论文基于高速永磁外转子爪极电机进行研究,推导了电机外转子应力的理论解析表达式,并采用有限元方法对其进行了验证。高速转子的设计应满足其动力学特性要求,利用有限元方法分析了转子动力学特性并与不同转子结构进行了对比。此外,搭建了无位置传感器驱动系统仿真模型,并对高速永磁外转子电机进行实验研究,证实了驱动系统的可行性。
- 张凤阁王双翼刘光伟边学良Wenping Cao
- 关键词：高速电机永磁电机爪极电机
- 兆瓦级高速永磁电机通风系统设计与转子表面风摩耗研究被引量：26
- 2014年
- 针对兆瓦级高速永磁电机的损耗密度大、散热困难、永磁体在高温情况下易发生不可逆退磁的问题,提出了一种径向与轴向混合的⊥型通风系统,通过流体仿真软件Fluent建立了该种通风系统的3D流体场计算模型,并详细分析了通风系统内的流体分布;同时针对高速电机转子表面线速度高(一般可达200 m/s)、转子表面的风摩耗较大且计算复杂的问题,基于所建立的3D流体场模型和解析法,对兆瓦级高速永磁电机的转子转速、转子表面粗糙度及通风量、风道几何参数、气隙大小对转子表面风摩耗的影响进行了研究计算,并总结了相应的规律。分析结果表明,所设计的混合⊥型通风系统具有较好的湍流特性和散热特性,转子转速和气隙大小是影响风摩耗的主要因素。
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- 关键词：永磁电机通风系统三维流体场
- 高速电机发展与设计综述被引量：156
- 2016年
- 对高速电机的发展现状进行了分析,总结了现有不同类型高速电机的极限指标,详细论述了高速电机的结构与设计特点,包括定子设计、不同类型转子结构设计、转子系统动力学分析以及轴承选型和冷却系统设计等,最后论述了高速电机发展所面临的问题,展望了高速电机的发展趋势。
- 张凤阁杜光辉王天煜刘光伟
- 关键词：高速电机高速轴承电机设计
- 高速永磁电机转子不同保护措施的强度分析被引量：48
- 2013年
- 永磁体在高速旋转时难以承受巨大的拉应力,必须对永磁体采用保护措施,目前最常用的保护措施一种是采用碳纤维绑扎永磁体,另外一种是在永磁体外面加高强度的合金保护套。针对以上两种不同的保护措施,以一台100 kW,60 000 r/min的高速永磁电机为例,分别设计了相应的保护套,并对不同工况下的转子应力分布进行了解析法推导,用3D有限元法对电机冷态和热态运行时的转子强度进行了分析和验证,同时对考虑弯曲应力时的碳纤维保护套进行了设计和计算。总结了两种保护措施的设计规律,为高速永磁电机保护套的设计提供了依据。
- 张凤阁杜光辉王天煜黄娜
- 关键词：永磁电机碳纤维保护套强度分析
- 1.12MW高速永磁电机不同冷却方案的温度场分析被引量：29
- 2014年
- 针对大功率高速永磁电机体积小、损耗密度大、散热困难且永磁体在高温下易发生不可逆退磁的问题,本文基于一台1.12MW,18 000r/min的高速永磁电机,设计了混合通风螺旋水道、轴向通风螺旋水道以及轴向通风直槽水道三种风冷与水冷相结合的散热方案,并建立了三种方案的温度场计算模型,基于流固耦合法,对三种方案的温度分布进行了比较与分析,同时基于轴向通风螺旋水道的冷却方案,加工了一台样机,并进行了温升实验,实验结果与计算结果相吻合,验证了仿真分析的正确性,对大功率高速永磁电机的设计与发展具有一定的借鉴意义。
- 张凤阁杜光辉王天煜王凤翔Wenping CAO
- 关键词：高速永磁电机混合通风流固耦合温度场
- 1.12MW高速永磁电机多物理场综合设计被引量：36
- 2015年
- 高速电机设计时即要满足电磁性能要求,又要满足机械特性的要求,还需满足冷却与温升的要求,因此高速电机的设计是一个多物理场迭代综合设计过程。针对高速电机的多物理场一体化设计过程,本文基于电磁场-转子强度-转子动力学-流体场与温度场等对一台1.12MW,18 000r/min的高速永磁电机进行了综合设计,在多物理场仿真分析的基础上,得到了满足电磁性能、转子强度、临界转速和电机温升的综合设计结果,并加工了一台样机,进行了电机性能实验、转子机械特性实验以及温升实验,实验结果与计算结果相吻合,验证了本文仿真分析与设计方法的可行性,对大功率高速永磁电机的设计与发展具有一定的借鉴意义。
- 张凤阁杜光辉王天煜王凤翔Wenping CAO王大朋
- 关键词：高速永磁电机电磁特性机械特性温度场
- 基于多物理场的高速永磁电机转子护套研究被引量：16
- 2014年
- 目前高速永磁电机转子最常用的保护措施是碳纤维捆扎永磁体、永磁体外加非导磁或半导磁合金保护套,保护套的增加会给电机的散热带来严重的困难。针对以上问题,基于一台75 kW,60 000 r/min的高速永磁电机,设计了3种方案,同时基于应力场、电磁场和温度场对3种方案的转子强度、转子涡流损耗和温度分布进行了综合的比较与分析,通过一台采用非导磁合金保护套的样机进行了温升实验。实验结果表明,采用半导磁合金保护套时,会大大减小永磁体的厚度,但会产生更大的转子涡流损耗;采用非导磁合金保护套时,所需的永磁体和保护套的厚度最大;采用碳纤维保护套时,所需的保护套厚度最小,转子涡流损耗和温升分布也远远小于其他两种保护措施。
- 张凤阁杜光辉王天煜CAO Wen-ping
- 关键词：高速永磁电机保护套涡流损耗温度场
