表贴式高速永磁电机多场耦合转子设计

2016-05-07吴震宇曲荣海李健方海洋华中科技大学电气与电子工程学院湖北武汉430074

电机与控制学报 2016年2期

吴震宇，曲荣海，李健，方海洋(华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉430074)

表贴式高速永磁电机多场耦合转子设计

吴震宇，曲荣海，李健，方海洋
(华中科技大学电气与电子工程学院，湖北武汉430074)

摘要:针对高速永磁电机转子设计同时受机械强度和电磁性能限制，参数选取困难的问题，基于机械强度设计、电磁设计以及转子动力学设计理论，采用有限元法，提出一套完整的基于多物理场耦合的高速永磁电机转子优化设计方法。综合考虑材料各向异性、离心力以及温度影响，分析了典型护套转子的机械强度变化规律;结合电磁性能要求，确定了最小护套厚度和永磁体厚度，并对三种护套转子的动力学特性进行分析。仿真结果表明，对于大功率高速永磁电机，比较适合采用表贴式的转子结构，而且碳纤维护套转子较其他转子具有更好的机械和转子动力学特性;通过多场耦合的设计方法得到的转子结构能够同时兼顾机械、电磁以及转子动力学特性的要求。

关键词:高速永磁电机;转子;优化;多场耦合;护套;碳纤维;机械强度

曲荣海(1969—)，男，教授，博士生导师，研究方向为新型电机设计与优化;

李健(1982—)，男，博士，副研究员，研究方向为新型特种电机设计及驱动控制;

方海洋(1990—)，男，博士研究生，研究方向为高速电机多物理场耦合优化设计。