王煦宁, 于占洋, 张佳霖, 李 岩

(沈阳工业大学 国家稀土永磁电机工程技术研究中心,辽宁 沈阳 110870)

0 引 言

传统飞机次级功率系统质量较大、燃油量大，造成了二氧化碳排放量的增加。而全电飞机次级能源使用低排放的电能，在环境保护和降低能源消耗方面比传统飞机有更大贡献。全电飞机凭借自身独特的优点，迅速成为飞机制造业的重要研究方向之一[1-3]。在保证电机可靠运行前提下最大限度实现轻量化设计也是需要研究的问题[4-5]。

国内外研究电机轻量化主要有2种方法：(1)是选用轻质材料对电机进行设计装配；(2)是在可靠的高功率密度电机上进行结构优化。文献[6-8]在不考虑费用情况下，选取1j22在电机电磁结构实现轻量化目标。文献[9-10]在不改变电机结构基础上选用轻质铝合金实现了轻量化设计。文献[11]于电机电磁结构中使用超导材料，并对电磁部位进行尺寸优化。文献[12-13]改进电磁部位进行“无槽”结构优化设计，降低了电机重量。

现阶段关于电机轻量化研究很局限于在电磁部位使用轻质材料、电磁部位结构优化等方面。电磁部位所占比重不及电机机械部分。但目前针对电机机械结构部位的轻量化研究明显少于电磁部位轻量化研究。本文对一台双座全电飞机用高功率密度表贴式永磁同步电机(SPMSM)，进行机械结构轻量化设计，在比重较大机械结构部分进行轻质材料选用、尺寸优化并配合镂空、加强筋设计减轻电机重量。通过Workbench静态力学场计算得到不同方案下的应力、形变图，在满足电机可靠性的同时实现了电机轻量化的目的。……