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當前高速永磁電機中的轉子和定子如何設計?

來源:|發布時間:2018-12-21 10:55:00|瀏覽次

  

當前高速永磁電機設計主要包括兩方面的內容,具體如下:


電機轉子設計


在高速永磁電機運行過程中,轉子會持續高速地旋轉。因而,在電機持續高速運轉使用過程中,由于高速旋轉所帶來的強大離心力必然會要求轉子具備較高的強度,而高速旋轉摩擦也極易破壞電機轉子的自身結構。因而,為了能夠更好地保障高速永磁電機的正常使用,在確保轉子處于所需的轉動強度的同時,提升低損耗以及耐高溫的特性,這必然要求更為合理地設計高速電機所需的材料以及電機結構。


在高速永磁電機材料設計中,當前大范圍使用的材料通常具備較高的矯頑力,這主要是由于具備高矯頑力的材料相應的溫度系數相對較低,這樣更有利于確保高速永磁電機轉子所處的溫度相對更為穩定一些。同時,高矯頑力的材料具備較高的溫度適應能力,目前被大范圍應用于溫度較高的應用環境中。


此外,矯頑力較高的材料通??寡剮砸約翱谷徘慷認嘍越細?,所能夠承受的離心力也會相對更高一些。在實際應用中需要注意的是,由于高矯頑力的材料抗張強度相對較低,這要求在進行結構設計時需使用特定的材料以起到?;さ淖饔?。另外,在進行高速永磁電機結構設計時,當前使用范圍最為廣泛的結構分別為表貼式結構或者兩級圓柱永磁結構,這樣能夠發揮?;さ緇硬牧系淖饔?。


電機定子設計


與高速永磁電機轉子有所差別,定子屬于高速永磁電機的散熱通道。因而,當前高速永磁電機大多數的損耗均是由于定子所產生的,而且轉子所產生的損耗跟定子的結構以及所使用的材料有著緊密的聯系。因而,如何設計高速電機定子的結構以及所使用的材料,是當前高速永磁電機設計研究的關鍵工作內容。


一方面,在設計高速永磁電機定子結構時,當前主要使用的是環形繞組的結構。此種定子結構,首先要求繞組位于電機的軛部,以最大化地減少轉子正常工作所需的長度,以提升轉子的剛度。其次,由于此種定子結構內外槽相對較多,可以考慮利用為散熱通道,以達到散熱的作用。應關注的是,由于電子在高速使用中,此種結構所構造的齒槽極易增加轉子的損耗。


因而,為了減少該損耗,可以考慮增加氣隙長度以更好地完成散熱操作。此外,在當前所采取的定子結構設計中,厚度不超過0.2MM的無取向硅鋼片是目前使用范圍最為廣泛的。隨著科技的持續進步,軟磁復合材料受到的關注力也慢慢增加,應用范圍越來越廣。


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