磁悬浮高速电机转子低频振动机理及抑制方法研究

磁悬浮高速电机,即磁悬浮轴承支撑的高速电机,转速超过10000r/min,可以直接与高速原动机或工作机相连,从而取消了原有的增速/减速机构,大幅提高设备效率。磁悬浮高速电机的功率密度高,体积比同等功率的传统发动机小得多,磁浮轴承可避免转子与轴承之间的接触和摩擦,无须润滑系统。采用磁悬浮高速电机代替高速驱动机中的传统驱动电机或发电机,如风机、压缩机等,可以使设备效率提高10%至15%,具有较高的经济价值。

高速电机转子动平衡的实现与分析

为了减小高速电机转子运转时振动带来的危害,校正转子的不平衡量,本文通过运用DYJ-D80型平衡机电测箱和DR5Z型自驱动平衡机对F3-8101020风机转子在400~2400 r/min转速范围内进行动平衡实验,得出了此转子的第一、第二临界转速分别为800 r/min和1600 r/min,风机转子转速越高不平衡量越大且对平衡精度要求越高的规律,并对动平衡过程中影响平衡精度的因素作了分析。通过本次动平衡实验,结合当前高科技的发展,最后对动平衡技术在算法、测量方式、平衡精度方面提出了展望。

高速电机转子结构设计及振动分析

对某高速电机转子进行了机构设计,并应用模态分析和有限元分析方法对设计的结构进行了振东分析,分析结果表明设计结构不会在高速工作过程中产生弯曲振动。

外转子永磁高速电机转子振动特性分析

在外转子高速永磁电机转子设计中,为了提升电机转子高速旋转的稳定性,避免转子高速引起振动和发生扫膛,通过NX软件建立了转子几何模型,导入有限元分析软件进行自由模态分析,获得了电机转子的固有频率与振型图;并进行试验模态分析实测,与前者数据作比较,结果吻合,验证了动力学模型的正确性。通过施加轴承约束求解模态,估算了转子结构的合理转速。

高速实心转子感应电机的转子谐波涡流损耗的分离和提取

高速实心转子感应电机主要应用于高速压缩机、飞轮储能、航空航天等领域,具有广阔发展前景。和其他拓扑结构的转子相比,实心转子具有较强的端部效应,导致转子涡流损耗进一步加剧。针对高速实心转子感应电机的转子谐波涡流损耗的分离和提取问题,以一台380 V,1 MW,12000 r/min高速实心转子感应电机为主要研究对象,采用二维傅里叶分解方法,精确提取气隙磁场谐波特性,以虚拟永磁谐波电机模型为基础,反向构建气隙谐波磁场用以激励实心转子实现转子谐波涡流损耗的提取;结合混合激励法以及冻结磁导率法,进一步精确考虑了不同负载情况下由材料非线性导致的感应谐波涡流透入深度的变化。采用有限元建模方法,对比了采用混合激励法和冻结磁导率法提取的转子谐波涡流损耗以及感应涡流的分布。该方法为后续对转子谐波涡流损耗进行有效抑制提供了理论基础。

高速电机电磁结构与转子电磁力分布分析

针对燃料电池系统中空压机用高速电机进行电磁机构与转子电磁力分布分析:首先根据电机技术参数利用ANSYS Maxwell软件进行专家模型的建立;在此基础上将所建立的专家模型导入Maxwell2 D形成二维电机全模型,利用场计算器得出转子受力的力密度曲线,导出离散点参数后利用MATLAB进行复合梯形积分得出转子所受电磁集中力;最后对于转子所受电磁力从3个不同方面进行分析,即将转子偏离旋转中心y轴正向不同距离;稳态磁场中加载不同电流值激励;在不同电角度的情况下转子受力情况。

高速永磁电机转子静力学与模态分析研究

高速永磁电机运行时转子产生较大离心力,为了避免电机转子失效,在设计阶段对电机转子静力学与模态分析至关重要。以转速高达90000 r/min永磁发电机为研究对象,通过三维软件UG建立该高速电机转子模型,在ANSYS软件中对转子进行静力学分析,得出电机转子在高速工况下变形和应力分布规律;通过模态分析,得到了电机转子结构固有频率和振型云图,最后进行了样机制作并配套永磁发电机。相关研究工作为高速永磁发电机设计提供了一定参考价值。

高速永磁电机转子模态分析与实验研究

基于模态分析理论,采用限元分析软件ANSYS对某高速永磁电机转子进行自由模态仿真分析,获得了转子前三阶弯曲固有频率值与振型。通过模态实验实测其固有频率值,比较两者数据,验证了仿真计算的准确性,为同类型转子动力学计算提供了参考依据。

高速异步实心转子电机通风系统数值模拟分析

采用FLUENT CFD分析软件,对不同的轴向分段多流式定子结构进行了热流耦合温度场模拟分析。研究结果表明,适当调整定子铁心段长度分布能够有效降低实心转子温度。该研究成果对高速异步实心转子电机的通风系统设计提供了一定的参考。

单霍尔传感器高速永磁同步电机系统的研究

本文对高速永磁同步电机的电磁设计和机械设计进行了研究。针对高速永磁同步电机的特点,采用简易转子位置检测方法。基于CRPWM,设计了高速永磁同步电机的驱动系统,实现磁场定向矢量控制,并对逆变器的死区效应进行了补偿。实验结果表明:该高速无刷直流电机系统运行可靠,并具有高效率和低转矩脉动的特点。

高温高强度Fe-Co软磁合金研制

随着飞机性能提高,航空发电机作为飞机电力核心设备,其转速不断提高,要求制作转子零件的高饱和磁感应强度Fe-Co合金具有更高的强度和韧性,并保持足够的磁性能和抗高温性能。介绍了高温、高强度Fe-Co合金的研制进展情况,着重研究并比较了新型FeCo、改进型1J22和低矫顽力型FeCo 3种合金的磁性能和力学性能随热处理温度变化的关系。其中,760℃热处理的新Fe-Co合金的抗拉强度σb=1 190 MPa,屈服强度σ0.2=610 MPa,延伸率δ5=15.0%,饱和磁感应强度Bs=2.231T,矫顽力Hc=134.2A/m,在磁性能和1J22相比基本不劣化的条件下,力学性能提高将近一倍,使用温度可以达到500℃,已经达到了新型先进飞机主发电机转子的设计技术指标要求。对于新合金的强化机理最后做了探索性的分析和讨论。

高强度Fe-Co软磁合金研制

随着飞机性能提高,航空发电机作为飞机电力核心设备,其转速不断提高,要求制作转子零件的高饱和磁感应强度Fe-Co合金具有更高的强度和韧性,并保持足够的磁性能。本文介绍了高强度Fe-Co合金的研制进展情况,研究了高强度FeCo、改良型1J22和低矫顽力FeCo合金的制备工艺和热处理技术,比较了几种Fe-Co合金的磁性能和力学性能,对比了真空热处理和氢气热处理的磁性。其中,采用氢气处理的高强度Fe-Co合金的抗拉强度σb=1190 MPa,屈服强度σ0.2=610 MPa,延伸率δ5=15.0%,饱和磁感应强度Bs=2.231 T,矫顽力Hc=134.2 A/m,在磁性能和1J22合金基本相同的条件下,力学性能提高将近一倍,已经达到了某型先进飞机主发电机转子的设计技术指标要求,最后对电磁场热处理技术的应用进行了展望。