高速電機的特點:
轉速高、功率密度大、幾何尺寸小,節約材料;轉動慣量較小、動態響應較快;可與負載直接相連,省去傳統變速裝置,減小噪音提升系統效率;
高速電機廣泛的應用前景:
高速磨床、空氣循環制冷系統、高速離心壓縮機、紡織、 等。
高速電機可靠運行的關鍵:
轉子的強度
轉子的動力學特性
高速電機轉子設計要求:
?要有足夠的強度
?要有足夠的剛度
?滿足臨界轉速要求
?能使電機輸出足夠的功率
高速轉子綜合設計流程圖:
轉子強度分析
離心應力分析分析:
磁鋼與護套過盈可靠性分析:
利用護套保護轉子,在高速電機中很很常見,護套一般采用非導磁合金鋼或者碳纖維等材料。非導磁合金鋼護套對高頻磁場起到一定的屏蔽作用,并能減小永磁體和轉子軛中的高頻附加損耗,同時導熱性較好,有利于永磁體的散熱,缺點是產生渦流損耗;碳纖維厚度薄,但是是熱的不良導體,不利于永磁轉子散熱,對永磁體沒有高頻磁場屏蔽作用。外加一薄層導電性能良好而不導磁的金屬可以起到屏蔽高頻磁場的作用。
磁鋼與護套過盈的有限元分析:
除旋轉狀態外,還需要考慮靜止狀態、高溫狀態。
臨界轉速
模態的定義 :
模態即結構的固有頻率,是結構在受到干擾時容易發生振動的頻率,結構在固有頻率下的變形稱為主振動模態,也稱為振型。固有頻率和振型的計算是一個特征值問題。特征值對應固有頻率,特征向量對應振型。
臨界轉速的定義:
產生劇烈振動時的轉速稱為臨界轉速。軸和軸系在工作時主要產生兩類振動:橫向振動、扭轉振動。
?橫向振動(質心偏離回轉軸線)產生的原因。
?扭轉振動(受到變化的力矩作用)產生的原因。