基于弯曲刚度的阶梯转子等效梁单元方法

为提高阶梯转子建模过程中梁单元弯曲刚度的计算精度,采用基于弯曲刚度的锥形等效梁单元对阶梯处进行建模。基于ANSYS三维实体单元计算阶梯轴弯曲时截面突变处的弯曲刚度,并通过最小二乘法得到锥形梁单元的最优尺寸,给出了梁单元尺寸随阶梯轴尺寸的变化规律。同样地,给出了整体式圆盘的弯曲刚度等效规律。通过转子动力学分析对所提出的等效方法进行验证,结果表明,采用本文方法等效后的梁单元计算得到的转子临界转速与传统梁单元和45°等效方法相比更接近参考值。

阶梯形转子对双定子磁通反向电机齿槽转矩的影响

针对双定子磁通反向电机存在齿槽转矩过高,引起噪声振动的问题,采用阶梯形转子代替传统转子来削弱齿槽转矩。基于磁共能法,推导了双定子磁通反向电机齿槽转矩的解析模型,解释了阶梯形转子抑制齿槽转矩的原理。应用有限元方法,分别研究了各层阶梯块极弧系数对齿槽转矩和反电动势的影响。以齿槽转矩最小、反电动势谐波最小、反电动势幅值最大为综合优化目标,采用遗传算法,对不同层阶梯块的参数进行优化。结果表明,优化后的电机齿槽转矩降低了95.7%,额定负载时转矩波动从32%降低到2.4%,而平均转矩只下降了14.5%。

储能飞轮用大功率高速永磁同步电机电磁设计

储能飞轮用高速电机的工作状态包括电动机、发电机及空载三种。提高储能飞轮的能量转换效率、降低电机在各种运行状态的损耗成为其电磁设计的主要任务。从工程应用的角度,对储能飞轮用大功率高速永磁同步电机的绕组损耗、铁心损耗及涡流损耗进行了分析,重点分析了定转子间隙对转子构件涡流损耗的影响,同时提出了一种阶梯式转子永磁体结构,可满足永磁同步电机(PMSM)对空载反电动势的低谐波要求,并提出了转子护套材料的选取原则。最后通过一个算例介绍了电机的设计分析及性能参数的计算。