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

傳統(tǒng)上的機(jī)械設(shè)計(jì)考慮積層，高速，內(nèi)置永磁同步機(jī)轉(zhuǎn)子愛德華c拉雷絲美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì)會(huì)員Jahns托馬斯m朗博士杰弗里hKeim托馬斯aAbstract-This機(jī)械設(shè)計(jì)的考慮。本文討論了對(duì)傳統(tǒng)所特有(例如,徑向)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi)部層機(jī)器。重點(diǎn)是放在的應(yīng)用場(chǎng)合,在那里,徑向力由于高速運(yùn)行的主要途徑是機(jī)械的限制設(shè)計(jì)的因素。適當(dāng)設(shè)計(jì)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(fù)雜的聯(lián)系在一起使用加強(qiáng)肋磁鐵蛀牙進(jìn)行了探討。這靈敏度的rotor-shaft機(jī)械設(shè)計(jì)的限制的越來越多的機(jī)制,突出了。這些效應(yīng),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(jī)設(shè)計(jì)集成運(yùn)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(gè)例子,證明了這是有可能的對(duì)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(gè)非常謙遜的沖擊在放映的機(jī)械驅(qū)動(dòng)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(jī)、片、磁飽和。I.介紹OTOR設(shè)計(jì)和施工的室內(nèi)永久的,磁鐵(IPM)機(jī)是很有挑戰(zhàn)性的任務(wù)到期一種矛盾的特點(diǎn),改了系統(tǒng)性能轉(zhuǎn)子的復(fù)雜性。IPM的機(jī)器是感興趣的,因?yàn)樗麄兪欠浅Ｓ形Φ谋硌莸牧?chǎng)在牽引和主軸應(yīng)用1、2。機(jī)器設(shè)計(jì)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(yùn)作。這是通過使用一凸實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子幾何有限論文發(fā)表于IPCSD03-0842001年,IEEE國際電氣機(jī)械與驅(qū)動(dòng)研討會(huì),6月17-20日劍橋,麻薩諸塞州,和批準(zhǔn)發(fā)表在中華民國的工業(yè)應(yīng)用電機(jī)委員會(huì)正則化方法的工業(yè)應(yīng)用的社會(huì)。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(xiàng)工作是由麻省理工學(xué)院的財(cái)團(tuán)支持先進(jìn)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(xué)電機(jī)與電力電子聯(lián)合體,電氣連接,計(jì)算機(jī)工程部門,大學(xué)的威斯康辛州麥迪遜、作業(yè)指導(dǎo)書,美國(電子郵件:53706-1691)。t.a.Keim和j.h.朗與實(shí)驗(yàn)室的磁力部門或電子系統(tǒng)、電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)、麻省理工學(xué)院、劍橋,MA02139美國(電子郵件:,)。10.1109/TIA.2004.827440數(shù)字對(duì)象標(biāo)識(shí)符。從磁通,里面藏貢獻(xiàn)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)譜。達(dá)到理想的程度的凸極、特殊紋理策略是典型的設(shè)計(jì)和組裝要求比較對(duì)那些需要為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的機(jī)器類型諸如表面點(diǎn)和異步電機(jī)。轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)策略機(jī)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(shì)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(jī)器,每個(gè)彎曲和個(gè)人的大小與轉(zhuǎn)子磁極形成1。該設(shè)計(jì)方法可以達(dá)到high-inductance凸極率超過10:1。然而,合軸轉(zhuǎn)子相對(duì)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(gè)約束轉(zhuǎn)子的袖子可能是必要的,以防止紋理高速運(yùn)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(dāng)高強(qiáng)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(jì)以1-4層的硬磁材料在每個(gè)極。每個(gè)紋理,這一點(diǎn)與其他類型機(jī)器,是傳統(tǒng)穿孔或削減作為一個(gè)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(jī)械設(shè)計(jì)的問題(也稱橫向或徑向)膠布等IPM轉(zhuǎn)子。只有離心力被認(rèn)為是這可能是占統(tǒng)治地位的機(jī)械應(yīng)力的來源在高-速度的設(shè)計(jì)。每個(gè)設(shè)計(jì)特征的幾個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)子進(jìn)行了考核反過來對(duì)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(jī)轉(zhuǎn)子圖1.12-poleIPM的橫截面的機(jī)器。國家和電磁性能。設(shè)計(jì)策略與就功能,可以有效減少合成機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行了研究。辯論的證實(shí)通過有限元分析(FEA)來驗(yàn)證的觀點(diǎn)。一個(gè)IPM轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)一個(gè)集成起動(dòng)/發(fā)電機(jī)(ISG)應(yīng)用是用來在整個(gè)論文以說明該方法的意義這些機(jī)械方面的技術(shù)問題5-7。一個(gè)橫截面雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12-pole圖1顯示的是。特別需要指出的是,轉(zhuǎn)子的機(jī)械應(yīng)力狀態(tài),這是一種極限設(shè)計(jì)約束由于具有較高的轉(zhuǎn)子變速運(yùn)行,是必需的環(huán)形旋轉(zhuǎn)音圈汽車機(jī)械。相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范設(shè)計(jì)技術(shù)：每分鐘6000-r最大操作速度；設(shè)計(jì)000-r/分鐘10個(gè)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(jī)械設(shè)計(jì)的IPM轉(zhuǎn)子為了這個(gè)討論,機(jī)械設(shè)計(jì)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)用進(jìn)行說明,而產(chǎn)生的在最壞的情況下,轉(zhuǎn)子的機(jī)械應(yīng)力(IPM)。假設(shè)在這個(gè)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(yīng)29-gage基線芯材:M19電氣鋼產(chǎn)量幫助中的小應(yīng)變分析表明平面應(yīng)力電磁起源的力量可以忽略不計(jì)振動(dòng)和轉(zhuǎn)子軸動(dòng)力部隊(duì)被忽略了與這些假定的基礎(chǔ)上,對(duì)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(jī)械設(shè)計(jì)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)破裂的手術(shù)設(shè)計(jì)速度值,10基米-雷克南/分鐘。與這些假定的基礎(chǔ)上,對(duì)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(jī)械設(shè)計(jì)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)破裂的手術(shù)設(shè)計(jì)速度值,10基米-雷克南/分鐘。峰值應(yīng)力的解析計(jì)算由于離心一時(shí)徑向力機(jī)轉(zhuǎn)子是一層合(IPM)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù),那是不嘗試過在本文由于復(fù)雜的轉(zhuǎn)子分層設(shè)計(jì)特點(diǎn)。然而,這些峰值應(yīng)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(jì),所以定性討論的合力由于慣性負(fù)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(jiān)實(shí)的轉(zhuǎn)子圖3。在草圖合力轉(zhuǎn)子在一個(gè)magnet-filled(IPM)空腔內(nèi)。圖2顯示一個(gè)堅(jiān)實(shí)的轉(zhuǎn)子截面與標(biāo)示注明主要力量的核心由于離心加載。從最簡(jiǎn)單的水平,而忽略了磁鐵的蛀牙、轉(zhuǎn)子就像一個(gè)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(gè)結(jié)果,轉(zhuǎn)子的細(xì)分市場(chǎng)主要經(jīng)驗(yàn)切向張力的力量。使用這個(gè)假設(shè),主要影響因素的峰值應(yīng)力的平均值“環(huán)”的半徑和轉(zhuǎn)速。幫助中的小應(yīng)變分析根據(jù)應(yīng)力增加的平方每個(gè)這些因素。如果轉(zhuǎn)子腔現(xiàn)在視為圖3中,哪個(gè)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(gè)末端。因此,離心加載