永磁电机定子参数化建模及结构灵敏度分析
永磁电机定子参数化建模及结构灵敏度分析
何吕昌;左曙光;马琮淦;文岐华;魏欢;相龙洋
【期刊名称】《微电机》
【年(卷),期】2012(045)009
【摘要】For reducing noise and vibration of motor, it is significant to study the natural frequency of the motor stator. In this paper, the parametric model was built by parameterized programming language
( APDL) of ansys. After that, the simulation and calculation of the low level natural vibration mode and frequency was conducted. At the same time, the stator mode test was done to verify the validity of the model. Finally, the sensitivity analysis of the influences of some motor structure parameters on the vibration characteristics of stator assembly was conducted, which included the number of teeth, the thickness of yoke, the outer diameter of iron core, the thickness of shell and the axial length of stator. The results show that the thickness and diameter are the most sensitive parameters, and the length of stator core has little effect on it. The study provides an important reference for the structural design and optimization of motor stator.%电机定子固有频率的研究对降低电机电磁噪声和抑制电机的振动有重要的意义,本文在Ansys中基于参数化程序设计语言(APDL)实现了电机定子结构的参数化建模,并在此基础上对电机定子的低阶固有振型和固有
频率进行了仿真计算,通过定子模态试验验证了该模型的有效性,最后对齿数、轭厚、铁心外径、机壳厚度以及定子轴向长度等主要结构参数对定子总成振动特性影响进
行了灵敏度分析,结果表明,机壳厚度和铁心外径对定子总成固有模态的影响最大,而铁心长度对定子固有模态的影响较小,为电机定子结构的设计和优化提供了重要依据,为进一步实现低电磁噪声电机的定子结构设计提供支持.
【总页数】5页(P13-17)
【作者】何吕昌;左曙光;马琮淦;文岐华;魏欢;相龙洋
【作者单位】上海同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;上海同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;上海同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;上海同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;上海同济大学新能源汽车工程中心,上海201804;上海同济大学新能源汽车工程中心,上海201804
【正文语种】中文
【中图分类】TM351
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高速永磁电机设计技术
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（二）电机定子的设计 电机定子实际上就是高速永磁电机设备的散热器，电机在运行过程中，各种 损耗会产生一定的热量，这些热量通过对流和辐射的方式向周围的冷却介质进行 发散，所以定子的材料和结构也是高速永磁电机设计的重要内容。目前，高速永 磁电机中的定子结构主要是采用环型绕组结构，这种结构需要缩短定子的结构， 进而提高定子的韧性。但是电机在运行过程中，齿槽会对转子造成一定的损耗。 所以为了降低损耗，环型绕组结构的电机会利用增加气隙的方式减少转子的摩擦，以此来降低电机的温升[1]。 （三）电机转子的设计 高速永磁电机运转阶段，转子会在电磁效应的支撑下实现高速旋转，在这个 过程中转子会形成非常大的离心力，所以必须要保障转子零部件的强度等级。永 磁体主要是通过镶嵌的方式，而固定永磁体的螺栓和螺母等零件在安装过程中， 可以采用螺纹锁固剂和碟簧垫圈进行加固处理，防止电机高速旋转造成零件脱落。风阻摩擦和其它损耗均会造成设备温度升高，很容易是永磁材料消磁或者减少材 料的使用寿命，要想保证电机设备运行的稳定性，除了要考虑转子的强度等级是 否符合要求之外，也要使用损耗低且耐高温的永磁材料。选择这种材料主要是因 为这种材料的稳定性较高，并且还能保证转子温度的稳定性，这种材料对温度的 实用性较强，所以即便是在高温环境下同样能够应用这种材料。除此之外，这种 材料所承受的离心力也非常大。 二、高速永磁电机技术分析 （一）转子强度分析 为了避免离心力对电机转子造成破坏，一般在分析结构简单的转子强度时， 所掌握的永磁体及应力分析结果准确性较高。如果是对结构较为复杂的转子强度 进行分析时，可以简化分析对象，并采用FEM这种有限元分析方法重点分析材料 的性质。 （二）损耗计算分析
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性，可以按照经典的线性控制理论进行控制系统的设计，逆变器控制采用了较成熟的SPWM、SVPWM等技术。磁场定向矢量控制技术较成熟，动态、稳态性能较佳，所以得到了广泛的实际应用。该方法摒弃了矢量控制中转子 磁场定向的思想，采用定子磁场定向，分别对定子磁链和转矩直接进行控制。直接转矩控制的实现方法是：计算得到磁链和转矩的实际值与参考值之间的偏差，通过滞环比较以及当前定子磁链的空间位置确定控制信号，在离线计算的开关表中选取合适的空间电压矢量，再通过离散的 bang-bang 控制方式调制产生 PWM 信号，以控制逆变器产生合适的电压和电流驱动电机转动。直接转矩控制摒弃了复杂的空间矢量坐标运算，电机的数学模型得到了简化，控制结构也简单，对电机参数变化不敏感，控制系统的动态性能得到了极大提高。然而有利也有弊，直接转矩控制逆变器的开关频率不固定；转矩、电流脉动大；采样频率也非常高。 下图为磁场定向矢量控制技术的原理图。 FOC控制技术的原理：原理图中涉及到双反馈，第一层反馈为转速反馈：设定电机转速初始值作为给定值，然后与反馈的实际值（位置传感器采集到的位移微分得到）进行比较，得到的差值输入PI控制器进行控制，得到交轴电流iq。同时三相绕组输出的电流iA,iB,iC经过clarke变换和park变化得到iq和id的实际值，分别与给定值进行比较，将比较后的值再进行park转换，得到的结果经过SVPWM技术调制之后输入到逆变器，继而可以驱动三相电机。
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永磁同步发电机的结构 直驱式永磁发电机在结构上主要有轴向与盘式两种结构，轴向结构又分为内转子、外转子等；盘式结构又分为中间转子、中间定子、多盘式等；另外还有双凸极发电机与开关磁阻发电机。 一、内转子永磁同步发电机 1.结构模型 图6-9为内转子永磁同步风力发电机组的结构模型。与普通交流电机一样，永磁同步发电机也由定子和转子两部分组成，定子、转子之间有空气隙，转子由多个永久磁铁构成。图6-10为内转子永磁同步发电机的结构模型。 图6-9 内转子永磁同步风力发电机组的结构模型
图6-10 内转子永磁同步发电机的结构模型 2.定子结构 永磁同步发电机的定子铁芯通常由0.5mm厚的硅钢片制成以减小铁耗，上面冲有均匀分布的槽，槽内放置三相对称绕组。定子槽形通常采用与永磁同步电动机相同的半闭口槽，如图6-11所示。为有效削弱齿谐波电动势和齿槽转矩，通常采用定子斜槽。 定子绕组通常由圆铜线绕制而成，为减少输出电压中的谐波含量，大多采用双层短距和星形接法，小功率电机中也有采用单层绕组的，特殊场合也采用正弦绕组。 3.转子结构 由于永磁同步发电机不需要起动绕组，转子结构比异步启动永磁同步电动机简单，有较充足的空间放置永磁体。转子通常由转子铁芯和永磁体组成。转子铁芯既可以由硅钢片叠压而成，也可以是整块钢加工而成。 根据永磁体放置位置的不同，将转子磁极结构分为表面式和内置式两种。表面式转子结构的永磁体固定在转子铁芯表面，结构简单，易于制造。内置式转子结构的永磁体位于转子铁芯内部，不直接面对空气隙，转子铁芯对永磁体有一定的保护作用，转子磁路的不对称产生磁阻转矩，相对于表面式结构可以产生更强
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有限元法是一种基于数学原理的分析方法，采用离散化的方法将普遍适用的偏微分方程转换为代数方程，从而利用高速计算机进行计算。在永磁电机的数值计算中，有限元法需要考虑电场、磁场和温度场等因素。下面将分别介绍这些因素的数值计算。 （一）电场计算 在永磁电机数值计算中，电场分析是十分关键这的一环。由于永磁电机的结构较为复杂，因此需要采用三维有限元法计算处理。在电场计算过程中，需要对永磁电机中的电子流和电场强度进行计算。 可以采用欧姆定律推算永磁电机中的电子流。欧姆定律表明，电子流密度与电场强度成正比。电子流密度的计算可以通过计算电极上的载流子密度进而得到。载流子密度可以表示为基本载流子密度与本征载流子密度之和。 电场强度的计算可以通过电场的高斯定理和斯托克斯定理计算得到。 （二）磁场计算 在永磁电机数值计算中，磁场分析也是非常关键的。由于永磁电机的运转离不开磁场的相互作用，因此需要对永磁电机中的磁场进行计算。磁场计算主要需要考虑的是永磁电机中的磁通
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第一章永磁同步电机的原理及结构 1.1永磁同步电机的基本工作原理 永磁同步电机的原理如下在电动机的定子绕组中通入三相电流，在通入电流后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场，由于在转子上安装了永磁体，永磁体的磁极是固定的，根据磁极的同性相吸异性相斥的原理，在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转，最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等，所以可以把永磁同步电机的起动过程看成是由异步启动阶段和牵入同步阶段组成的。在异步启动的研究阶段中，电动机的转速是从零开始逐渐增大的，造成上诉的主要原因是 其在异步转矩、永磁发电制动转矩、 矩起的磁阻转矩和单轴转由转子磁路不对称而引等一系列的因素共同作用下而引起的，所以在这个过程中转速是振荡着上升的。在起 动过程中，质的转矩，只有异步转矩是驱动性电动机就是以这转矩来得以加速的，其 他的转矩大部分以制动性质为主。在电动机的速度由零增加到接近定子的磁场旋转转速时，在永磁体脉振转矩的影响下永磁同步电机的转速有可能会超过同步转速，而出现转速的超调现象。但经过一段时间的转速振荡后，最终在同步转矩的作用下而被牵入同步。 1.2永磁同步电机的结构 永磁同步电机主要是由转子、端盖、及定子等各部件组成的。一般来说，永磁 同步电机的最大的特点是它的定子结构与普通的感应电机的结构非常非常的相似，主要是区别于转子的独特的结构与其它电机形成了差别。和常用的异步电机的最大不同则是转子的独特的结构，在转子上放有高质量的永磁体磁极。由于在转子上安放永磁体的位置有很多选择，所以永磁同步电机通常会被分为三大类：内嵌式、面贴式以及插入式，如图1.1所示。永磁同步电机的运行性能是最受关注的，影响其性能的因素有很多，但是最主要的则是永磁同步电机的结构。就面贴式、插入式和嵌入式而言，各种结构都各有其各自的优点。
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步电机非常适用于要求连续的、均速的、单方向运行的机械设备，如风机、泵、 压缩机、普通机床等，因而在工业、农业等领域均有着广泛的应用。 1.2永磁同步电机的工作原理 在传统的交流异步电机中，首先要求定子的旋转磁场在转子绕组中感应出电流，然后再由这些感应电流产生转子磁场。根据楞次定律，转子始终保持着跟随 定子旋转磁场转动的状态，但其速度总会慢一些，因而被形象地称为“异步”电机。现在假设转子绕组电流不是由定子旋转磁场感应出来的，而是其本身提供的，那么显然转子磁场就和定子旋转磁场没有什么关系了。由于磁极方向是不变的， 根据同性相斥、异性相吸的物理现象，定子旋转磁场必然带动转子以同样的速度 旋转，因而形象地称为“同步”电机。 按照电机转子磁场产生模式的区别，同步电机可以分为励磁同步电机和永磁 同步电机两类。其中前者的转子绕组外接直流电来激励转子磁场，从而使转子与 定子磁场的旋转方向和速度保持一致；而后者直接在转子上安装永磁体，其本身 就自带永久磁场，无需另外设计电路来完成磁场的激励。本文研究的是永磁同步 电机。 2永磁同步电机转子结构分析 转子是PMSM的重要组成部分，也是核心关键部分。PMSM的转子部分主要由 永磁体、转子铁芯、转轴、轴承等组件构成。根据转子铁芯位置的不同，PMSM可 以分为表面式和内置式两种，其中表面式又可以进一步细分成表贴式和插入式两种，内置式又可以进下细分成径向式、切向式和混合式三种。 表面式PMSM有两对极对数，可以采用凸装式装配或嵌入式装配，如图1所示。从图1中不难看到两种不同形式的表面式PMSM，其中与电动机的转子磁极 所在的轴线重合的轴称为d轴，超前d轴90度电角度的轴称为q轴，考虑到不 同转子的磁极对数不同，因此q轴和d轴组成的机械角度差也不同，但是电角度 差始终保持90度。显然，由于表面式PMSM的永磁体直接贴在铁芯外侧，而永磁 体的磁导率与气隙相当，也就是它们的相对磁导率约为1。另外，电机交直轴磁 路是对称的，其凸极率也大致为1，因而属于一种隐极电机，无凸极效应和磁阻
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基于JMAG软件的永磁电机仿真分析 永磁电机是一种利用永磁体产生磁场来驱动旋转的电机，其在电动汽车、风力发电等 领域具有重要应用。为了更好地理解和优化永磁电机的性能，仿真分析成为了一种有效的 工具。JMAG软件是一款专业的电磁场仿真软件，提供了强大的功能和精确的仿真结果，因此被广泛用于永磁电机的仿真分析。 永磁电机的性能和效率受多种因素影响，包括永磁体的材料和形状、电机的结构和线 圈布局等。针对这些因素，利用JMAG软件进行仿真分析可以帮助工程师更好地理解电机的工作原理和特性，从而优化设计方案。本文将详细介绍基于JMAG软件的永磁电机仿真分析的方法和步骤，并结合实际案例进行分析和讨论。 进行永磁电机的建模是仿真分析的第一步。在JMAG软件中，可以通过建立几何模型、定义材料参数和设置边界条件来完成电机的建模。对于永磁电机而言，永磁体的建模尤为 重要，因为永磁体的性能直接影响电机的输出功率和效率。在建模过程中，还需要考虑电 机的结构和线圈布局，以及空气隙和铁心等部件的影响。 一旦完成电机的建模，接下来就是进行电磁场分析。JMAG软件可以通过有限元方法求解电机内部的磁场分布，包括磁感应强度、磁场密度和磁力线等参数。通过分析这些参数，可以了解电机内部的磁场分布情况，检查是否存在磁场偏斜、磁场饱和等问题，为进一步 优化电机提供参考。 还可以利用JMAG软件进行电机的磁路分析和电磁场热耦合分析。磁路分析可以评估电机的磁路长度、磁阻和漏磁情况，以及磁路中可能存在的损耗和磁滞等问题。电磁场热耦 合分析则能够评估电机在工作时的温升情况，找出可能存在的热点和温度过高的部位，为 电机的散热设计提供依据。 JMAG软件还提供了丰富的后处理功能，可以对仿真结果进行可视化和分析。可以绘制磁场分布图、磁通密度图、电磁力分布图等，直观地了解电机内部的磁场分布情况。还可 以通过后处理功能进行参数化分析，评估不同设计方案对电机性能的影响，为优化设计方 案提供依据。 基于JMAG软件的永磁电机仿真分析是一种高效、准确的分析工具，能够帮助工程师深入理解电机的工作原理和特性，优化设计方案，提高电机的性能和效率。通过建模、电磁 场分析、磁路分析、电磁场热耦合分析和后处理等多个步骤，可以全面地评估电机的性能 并找出优化方案。相信随着技术的不断进步，基于JMAG软件的永磁电机仿真分析将在未来得到更广泛的应用。
三相永磁电机定子绕组
三相永磁电机定子绕组 一、概述 三相永磁电机是一种应用广泛的电机类型，具有高效、低噪音和低振 动等优点。其中，定子绕组是三相永磁电机的重要组成部分之一。本 文将从定子绕组的结构、特点、制作工艺和故障分析等方面进行详细 介绍。 二、结构 1. 定子铁心 定子铁心是定子绕组的基础，其作用是提供磁路，使定子绕组产生旋 转磁场。通常采用硅钢片制作，以减小铁损和涡流损耗。 2. 绕组线圈 绕组线圈是由导线经过编织或穿孔形成的环形结构。根据不同的需求，可以采用不同材料和规格的导线进行制作。同时，在设计时需要考虑 到线圈匝数、匝间距离、匝间层数等因素。 3. 绝缘材料 由于定子铁心和导线之间存在着高压差，因此需要使用适当的绝缘材 料来保证安全性能。常见的绝缘材料包括聚酰亚胺薄膜、聚氨酯漆、 环氧树脂等。 三、特点
1. 高效率 由于采用了永磁体作为励磁源，因此可以大幅度提高电机的效率，节约能源。 2. 低噪音 相比传统的感应电机，三相永磁电机的转子结构更加简单，摩擦和振动也更少，因此噪音较小。 3. 调速性能好 由于具有较高的转矩密度和响应速度，三相永磁电机在调速方面具有优异的性能。 4. 稳定性好 由于定子绕组采用了三相对称结构，因此可以产生均匀的旋转磁场，保证了电机运行时的稳定性。 四、制作工艺 1. 绕线 绕线是定子绕组制作中最为关键的一步。在绕线前需要先进行铁心处理、导线切割和匝间隔离等预处理工作。然后根据设计要求，在铁心上逐层逐匝地进行绕线，并注意控制绕线张力、匝数和间距等参数。 2. 固定 完成绕线后需要进行固定工艺。通常采用环氧树脂浇注、绝缘胶带缠绕或热压等方式进行固定，以保证绕线的牢固和电气性能。 3. 绝缘 绝缘是定子绕组制作中不可忽视的一环。在固定完成后，需要对绕组
永磁同步电机性能分析
永磁同步电机性能分析 摘要：在永磁同步电机的设计制作中，时刻都要关注降低电机损耗，提高电机运行的效能。 关键词：永磁同步电机；性能；分析； 首先我们看电机的损耗，在已知电机参数电阻R1、X1、X ad、X aq和E0的情况下，就可以计算不同功角下永磁同步电机的性能。 1 绕组计算 绕组直流电阻 式中电阻率为 式中α为铜材半导体电阻的温度变化系数，铜材电阻α≈0.004/。C。计算绕组损耗时，要考虑折算到相应的基准工作温度。一般在75。C。 考虑集肤效应，绕组交流电阻应为 式中k1r为电枢绕组的集肤效应系数。用圆导线双线并绕的定子电枢绕组，输入工频电流时
电枢绕组铜损耗 2 电枢铁损耗 式中p t1d、p j1d可以根据磁密查系数和铁芯的损耗系数曲线计算得到；v t1、v j1定子齿部和铁芯共轭部的体积；k1和k2为考虑由于机械加工和磁场的分布不均匀等原因而引进的损耗系数，小型电机k1=2.5，k2=2.0。 3.杂散损耗 杂散作用产生的辐射损耗主要原因是由于在电磁场的高次杂散作用谐波和电磁铁芯中的开槽谐波引起的高次杂散及该谐波在电磁铁芯中高次杂散作用产生的电磁能量辐射损耗，计算困难且不准确。常用到的经验函数计算公式： 4.机械损耗 机械损耗p fw是风摩损耗。小型永磁电机，参考感应电机的经验公式计算。 接着，我们看电磁转换。 1.给定功角θ 2.已知U、E0、R1、X1、Xd、Xq 直轴电流Id 交轴电流I q
3.计算功率因素 4.确定气隙磁通 5.输出功率和效率计算 电磁功率和功角特性1.输入功率 2.电磁功率
只考虑主要损耗 定子绕组的电阻r1较小，忽略其影响，电磁绕组的功率为 3.电磁转矩 将上式两端同除以机械转矩的夹角速度ω，得电磁转矩 下面，我们研究影响电机性能的因素。 由上式可以看出：异步起动永磁牵入同步电机的功率和电磁转矩由上式第一项永磁转矩和上式第二项磁阻转矩两个组成部分共同构成，磁阻转矩的功率和大小直接影响电机永磁牵入起动的同步，由上式第二项可以很清楚地看出磁阻转矩的大小是由电机的交轴和直轴电抗之间的x q、x d的倒数差大小决定的。磁阻转矩倒数差越大，电磁转矩越大，功率转矩密度也越大，过载的能力也越强。 而功率密度影响电机永磁转矩的功率幅值的主要影响因素主要是直轴运动电抗x d和感应反电势E0。通过增大了电机的电磁转矩，减小电抗x d、增大反电势E0提高了电机的功率幅值密度。提高了电磁转矩，需要正确地选择合适的电机磁路，调整电机气隙有效长度，正确地设置永磁体磁化电机运动方向有效长度；如果想增加定子绕组匝数来增大E0及其X d的话，会进一步减小永磁转矩。 由上述分析，提出以下优化方案：
高速永磁电机综合设计与分析
高速永磁电机综合设计与分析 张超;朱建国;韩雪岩;佟文明;马鑫 【摘要】高速非晶合金永磁电机设计受电磁、机械、温升的制约,因此高速非晶合金永磁电机的设计是一个多物理场综合设计的过程.针对高速非晶合金永磁电机设计受多物理场制约的问题,基于多物理场的分析方法,分析了非晶合金材料对高速永磁电机电磁性能的影响;研究了内置式永磁转子在高速运行状态下的应力分布,并分析了轴承支撑刚度对转子系统临界转速的影响;针对高速非晶合金永磁电机损耗分布特点研究了其温度场的分布.基于提出的多物理场综合设计方法,设计并制造了一台额定功率15 kW、最高转速30 000 r/min的高速内置式非晶合金永磁电机,并对样机进行了试验,验证了仿真分析与设计方法的可行性,为高速非晶合金永磁电机的设计提供参考.%Due to the constraints of electromagnetic,mechanical and thermal,the design of high-speed permanent magnet motor with amorphous alloy core is an integrated process.Based on the method of multi-physics analysis,the influence of amorphous alloy to the motor was analyzed,the stress distribution of interior permanent magnet rotor was studied.Also,the influence of bearing stiffness for critical speed of rotor system was analyzed.In consider of the distribution of loss,thermal analysis was shown.Based on the method of integrated design,a highspeed permanent magnet motor with amorphous alloy core rated as 15 kW,30 000 r/min was designed and fabricated.Through the test of the motor,the multi-physics field analysis and integrated design was proved feasible and the theory for the design of high-speed permanent magnet motor with amorphous alloy core was provided.
JMAGDesigner永磁同步电机3D结构场分析基本操作流程
JMAG Designer 永磁同步电机3D结构场 分析基本操作流程 1.设定软件单位制 打开JMAG Designer软件，选择Tools菜单下的Preferences,如下图： 会跳出如下图对话框，选择左侧的Units，右侧出现的既是软件目前的单位制，如果和您的模型的单位制有差别，可以电机右侧的Edit按钮修改软件的单位制。
2.建模 用户可以在JMAG Designer软件自带的Geometry Editor中建模，也支持多种3D 格式的图形直接导入，本例采用直接从外部导入.sat格式3D图形的方式。 选择File菜单下的Open，如下图：
或者直接点击下图中所示的快捷键，如下图： 会弹出如下图对话框，在文件类型中选择ACIS SAT Files(.sat)，选中要导入的图形文件。
图形导入后效果，如下图：
在做结构分析时，主要的分析对象是电机的定子铁芯，考虑的是铁心受到的电磁力，所以这里对模型进行了简化，只保留定子铁芯。 在上方菜单栏中点击Save，保存。如下图： 3.前处理 做结构分析时，一般分两步：模态分析和频域分析。模态分析是分析模型本身的固有振动频率，频域分析是分析模型受电磁力后的振动频率，这两个频率将影响到电机的噪声情况。
在左侧树形图中右键点击Solid Model，选择New Study下的Eigenmode Analysis，建立一个模态分析的Study。如下图： 赋材料属性 在右侧的Toolbox栏下Materials里是软件的材料库，在做结构场分析时，需要用户自己创建材料，左键点击Create New Material。如下图：
高速永磁电机的基本结构
摘要 高速电机现正成为电机领域的研究热点之一。其主要特点有两个：一是转子的高速旋转；二是定子绕组电流和铁心中磁通的高频率。由此决定了不同于普通电机的高速电机特有的关键技术。本文针对一台已经研制出的100KW高速永磁电机的机械特性进行了分析研究。主要包括以下内容： 首先，对高速永磁电机的定子、转子结构，工作原理和ANSYS软件进行了简单的介绍。定子主要由机座、主磁极、换向极和电刷装置组成，作用是产生磁场。转子由电枢铁心和电枢绕组，换向器，轴及风扇等组成，作用是产生电磁转矩和感应电动势。电机中的电磁能与机械能的转换是在磁场中完成的，本设计中采用永磁体建立磁场，完成能量的转换。 其次，对高速永磁电机的转子强度进行了分析。基于弹性力学理论和有限元接触理论建立了高速永磁转子应力计算模型，确定了护套和永磁体之间的过盈量，分析了永磁体和护套的强度。永磁体与护套之间采用过盈配合，用护套对永磁体施加静态预压力抵消高速旋转产生的拉应力，使永磁体高速旋转时仍能承受一定的压应力，从而保证永磁转子的安全运行。 关键词：高速永磁电机，转子强度，ANSYS软件
Abstract The high-speed electrical motors are now becoming one of the hot areas of research. There are two main features: First, the rotor high-speed rotation and the other is the stator windings current and iron hearts of the high-frequency magnetic flux. This decision is different from the ordinary high-speed electrical motor unique key technologies. This paper has developed a 100 KW of high-speed permanent magnet motor of the mechanical properties of the analysis. Mainly include the following: First, It is the simple introduction to the high-speed permanent magnet motor stator and rotor structure, working principle and ANSYS software. Stator mainly consists of the main magnetic pole, and brush, acting as generating the magnetic field. Rotor consists of the armature core and armature winding, commentator, shaft and fan, and other components, acting a role in the electromagnetic torque sensors and EMF. The conversion between the electromagnetic energy and mechanical energy is completed in the magnetic field, and permanent magnet was applied in this designing to establish magnetic field to complete the conversion of energy. Secondly, the analysis of the rotor strength of the high-speed permanent magnet motor. On the basis the elasticity theory and finite element contact theory established a high-speed permanent magnet rotor stress model to determine the sheath between the permanent magnet and a win amount of sheathing and the permanent magnet strength. Permanent magnet and used between the jacket fit, with the permanent magnet sheath static pre-imposed pressure to offset high-speed rotation of the stress so that the permanent magnet can bear a certain stress at high-speed rotation, thus ensuring permanent magnet rotor the safe operation. Key words:high-speed permanent magnet motor, the rotor strength, ANSYS software