玩轉(zhuǎn)高速電機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)

高速電機(jī)的特點(diǎn)：

       轉(zhuǎn)速高、功率密度大、幾何尺寸小，節(jié)約材料；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快；可與負(fù)載直接相連，省去傳統(tǒng)變速裝置，減小噪音提升系統(tǒng)效率；

高速電機(jī)廣泛的應(yīng)用前景：

高速磨床、空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)、高速離心壓縮機(jī)、紡織、 等。

高速電機(jī)可靠運(yùn)行的關(guān)鍵：

轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度

轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)特性

高速電機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)要求：

?要有足夠的強(qiáng)度

?要有足夠的剛度

?滿足臨界轉(zhuǎn)速要求

?能使電機(jī)輸出足夠的功率

高速轉(zhuǎn)子綜合設(shè)計(jì)流程圖：

轉(zhuǎn)子強(qiáng)度分析

離心應(yīng)力分析分析：

磁鋼與護(hù)套過盈可靠性分析：

   利用護(hù)套保護(hù)轉(zhuǎn)子，在高速電機(jī)中很很常見，護(hù)套一般采用非導(dǎo)磁合金鋼或者碳纖維等材料。非導(dǎo)磁合金鋼護(hù)套對高頻磁場起到一定的屏蔽作用，并能減小永磁體和轉(zhuǎn)子軛中的高頻附加損耗，同時(shí)導(dǎo)熱性較好，有利于永磁體的散熱，缺點(diǎn)是產(chǎn)生渦流損耗；碳纖維厚度薄，但是是熱的不良導(dǎo)體，不利于永磁轉(zhuǎn)子散熱，對永磁體沒有高頻磁場屏蔽作用。外加一薄層導(dǎo)電性能良好而不導(dǎo)磁的金屬可以起到屏蔽高頻磁場的作用。

磁鋼與護(hù)套過盈的有限元分析：

除旋轉(zhuǎn)狀態(tài)外，還需要考慮靜止?fàn)顟B(tài)、高溫狀態(tài)。

臨界轉(zhuǎn)速

模態(tài)的定義 :      

模態(tài)即結(jié)構(gòu)的固有頻率，是結(jié)構(gòu)在受到干擾時(shí)容易發(fā)生振動(dòng)的頻率，結(jié)構(gòu)在固有頻率下的變形稱為主振動(dòng)模態(tài)，也稱為振型。固有頻率和振型的計(jì)算是一個(gè)特征值問題。特征值對應(yīng)固有頻率，特征向量對應(yīng)振型。

臨界轉(zhuǎn)速的定義：      

產(chǎn)生劇烈振動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。軸和軸系在工作時(shí)主要產(chǎn)生兩類振動(dòng)：橫向振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。

?橫向振動(dòng)(質(zhì)心偏離回轉(zhuǎn)軸線)產(chǎn)生的原因。

?扭轉(zhuǎn)振動(dòng)（受到變化的力矩作用）產(chǎn)生的原因。