外文翻譯--傳統(tǒng)上的機械設(shè)計考慮積層高速內(nèi)置永磁同步機轉(zhuǎn)子 中文版.doc

傳統(tǒng)上的機械設(shè)計考慮積層，高速，內(nèi)置永磁同步機轉(zhuǎn)子愛德華c拉雷絲美國電氣和電子工程師協(xié)會會員Jahns托馬斯m朗博士杰弗里hKeim托馬斯aAbstract-This機械設(shè)計的考慮。本文討論了對傳統(tǒng)所特有(例如,徑向)永磁同步電機的轉(zhuǎn)子內(nèi)部層機器。重點是放在的應用場合,在那里,徑向力由于高速運行的主要途徑是機械的限制設(shè)計的因素。適當設(shè)計的分層橋梁或肋骨,在轉(zhuǎn)子外徑是指在詞語解釋的是兼而有之資料的思路和電磁性能影響。與性能的權(quán)衡復雜的聯(lián)系在一起使用加強肋磁鐵蛀牙進行了探討。這靈敏度的rotor-shaft機械設(shè)計的限制的越來越多的機制,突出了。這些效應,然后利用有限元分析的一種方法分析了m/6-kW150-N先發(fā)投手/發(fā)電機設(shè)計集成運行到6000股r/分鐘環(huán)形轉(zhuǎn)子來容納變矩器或離合器總成。這個例子,證明了這是有可能的對顯著提高轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)完整性使用摘要敘述技術(shù)只有一個非常謙遜的沖擊在放映的機械驅(qū)動成本。指數(shù)Terms-Electrical鋼、有限元分析(FEA),高速度、室內(nèi)永磁(IPM)同步機、片、磁飽和。I.介紹OTOR設(shè)計和施工的室內(nèi)永久的,磁鐵(IPM)機是很有挑戰(zhàn)性的任務到期一種矛盾的特點,改了系統(tǒng)性能轉(zhuǎn)子的復雜性。IPM的機器是感興趣的,因為他們是非常有吸引力的表演的立場在牽引和主軸應用1、2。機器設(shè)計可以(IPM)用寬,從理論上無限,速度范圍為常數(shù)具有優(yōu)良的逆變器利用權(quán)力運作。這是通過使用一凸實現(xiàn)轉(zhuǎn)子幾何有限論文發(fā)表于IPCSD03-0842001年,IEEE國際電氣機械與驅(qū)動研討會,6月17-20日劍橋,麻薩諸塞州,和批準發(fā)表在中華民國的工業(yè)應用電機委員會正則化方法的工業(yè)應用的社會。手稿提交審查并公布了11月5日,2002年1月出版20日,2004年。這項工作是由麻省理工學院的財團支持先進汽車電子/電氣元件和系統(tǒng)。拉雷絲與SatCone.c的高新技術(shù)公司,劍橋,麻薩諸塞州美國(電子郵件件:02142l)。t.m.Jahns與威斯康辛大學電機與電力電子聯(lián)合體,電氣連接,計算機工程部門,大學的威斯康辛州麥迪遜、作業(yè)指導書,美國(電子郵件:53706-1691)。t.a.Keim和j.h.朗與實驗室的磁力部門或電子系統(tǒng)、電氣工程和計算機科學、麻省理工學院、劍橋,MA02139美國(電子郵件:,)。10.1109/TIA.2004.827440數(shù)字對象標識符。從磁通,里面藏貢獻轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)譜。達到理想的程度的凸極、特殊紋理策略是典型的設(shè)計和組裝要求比較對那些需要為競爭對手的機器類型諸如表面點和異步電機。轉(zhuǎn)子設(shè)計策略機器一般可(IPM)軸向及徑向劃分,每層合結(jié)構(gòu)以其自身優(yōu)勢3,4。轉(zhuǎn)子的軸向的層使用多種交替層構(gòu)造軟、硬磁紙上的,還是放在沿主軸的機器,每個彎曲和個人的大小與轉(zhuǎn)子磁極形成1。該設(shè)計方法可以達到high-inductance凸極率超過10:1。然而,合軸轉(zhuǎn)子相對昂貴制造由于分類切割,塑造和組裝的許多不同的片那一定是就業(yè)。此外,一個約束轉(zhuǎn)子的袖子可能是必要的,以防止紋理高速運作入侵到氣隙。這種袖子通常減少由于他們的凸極有限厚度和經(jīng)常增加由于渦流損失當高強度不銹鋼(例如,Inconel)是超套筒材料。相比之下,屬于典型的層合轉(zhuǎn)子徑向設(shè)計以1-4層的硬磁材料在每個極。每個紋理,這一點與其他類型機器,是傳統(tǒng)穿孔或削減作為一個單一的單一塊為橫截面上的轉(zhuǎn)子。蛀牙是穿孔或剪切成轉(zhuǎn)子片,和磁性材料插入這些蛀牙。這求購,最多可以放置,以便使用傳統(tǒng)的方法轉(zhuǎn)子是屬于比較容易制造比它的軸疊層IPM翻版。摘要本文檢視傳統(tǒng)機械設(shè)計的問題(也稱橫向或徑向)膠布等IPM轉(zhuǎn)子。只有離心力被認為是這可能是占統(tǒng)治地位的機械應力的來源在高-速度的設(shè)計。每個設(shè)計特征的幾個關(guān)鍵轉(zhuǎn)子進行了考核反過來對他們的影響結(jié)果表明,在轉(zhuǎn)子彎曲故障的壓力蘇:拉雷絲等傳統(tǒng)層合、高速,IPM同步機轉(zhuǎn)子圖1.12-poleIPM的橫截面的機器。國家和電磁性能。設(shè)計策略與就功能,可以有效減少合成機械應力狀態(tài)進行了研究。辯論的證實通過有限元分析(FEA)來驗證的觀點。一個IPM轉(zhuǎn)子設(shè)計一個集成起動/發(fā)電機(ISG)應用是用來在整個論文以說明該方法的意義這些機械方面的技術(shù)問題5-7。一個橫截面雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計12-pole圖1顯示的是。特別需要指出的是,轉(zhuǎn)子的機械應力狀態(tài),這是一種極限設(shè)計約束由于具有較高的轉(zhuǎn)子變速運行,是必需的環(huán)形旋轉(zhuǎn)音圈汽車機械。相關(guān)的設(shè)計規(guī)范設(shè)計技術(shù)：每分鐘6000-r最大操作速度；設(shè)計000-r/分鐘10個破裂速度；轉(zhuǎn)子內(nèi)徑最小165mm；最大的定子外徑300mm；永磁材料II機械設(shè)計的IPM轉(zhuǎn)子為了這個討論,機械設(shè)計點所對應的應用進行說明,而產(chǎn)生的在最壞的情況下,轉(zhuǎn)子的機械應力(IPM)。假設(shè)在這個發(fā)展過程中采用如下:只是穩(wěn)態(tài)速度情況忽略溫度效應29-gage基線芯材:M19電氣鋼產(chǎn)量幫助中的小應變分析表明平面應力電磁起源的力量可以忽略不計振動和轉(zhuǎn)子軸動力部隊被忽略了與這些假定的基礎(chǔ)上,對轉(zhuǎn)子的力量支配著通過穩(wěn)態(tài)離心力在恒定的速度。因此,機械設(shè)計點所對應的穩(wěn)態(tài)破裂的手術(shù)設(shè)計速度值,10基米-雷克南/分鐘。與這些假定的基礎(chǔ)上,對轉(zhuǎn)子的力量支配著通過穩(wěn)態(tài)離心力在恒定的速度。因此,機械設(shè)計點所對應的穩(wěn)態(tài)破裂的手術(shù)設(shè)計速度值,10基米-雷克南/分鐘。峰值應力的解析計算由于離心一時徑向力機轉(zhuǎn)子是一層合(IPM)具有挑戰(zhàn)性的任務,那是不嘗試過在本文由于復雜的轉(zhuǎn)子分層設(shè)計特點。然而,這些峰值應力影響的邊界上的優(yōu)化變量,確定出最優(yōu)的系統(tǒng)設(shè)計,所以定性討論的合力由于慣性負載是合適的。討論了著名的原則,采用材料在描述的行為靜載荷8,9。圖2。素描的內(nèi)力有著堅實的轉(zhuǎn)子圖3。在草圖合力轉(zhuǎn)子在一個magnet-filled(IPM)空腔內(nèi)。圖2顯示一個堅實的轉(zhuǎn)子截面與標示注明主要力量的核心由于離心加載。從最簡單的水平,而忽略了磁鐵的蛀牙、轉(zhuǎn)子就像一個環(huán)不變的前提下,離心加載。在這些一種元素的條件下,轉(zhuǎn)子的成員在切向張力和徑向壓縮。我們可以為薄壁箍近似建模轉(zhuǎn)子由于窄深的轉(zhuǎn)子ISG相比較于轉(zhuǎn)子的ID。作為一個結(jié)果,轉(zhuǎn)子的細分市場主要經(jīng)驗切向張力的力量。使用這個假設(shè),主要影響因素的峰值應力的平均值“環(huán)”的半徑和轉(zhuǎn)速。幫助中的小應變分析根據(jù)應力增加的平方每個這些因素。如果轉(zhuǎn)子腔現(xiàn)在視為圖3中,哪個只含有一腔層、鋼桿件集中這連接到軸是,現(xiàn)在只剩下的紋理薄的鋼橋在各個末端。因此,離心加載