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      內(nèi)嵌式永磁電動機(以下簡稱IPM)采用轉(zhuǎn)子沖片內(nèi)嵌磁鋼塊且磁極表面對稱分布的方式，不僅使電機反電勢波形得到優(yōu)化，而且有效地抑制了電機齒槽力矩和負載力矩擾動。由于電機存在軸不對稱，凸極效應(yīng)產(chǎn)生的附加磁阻轉(zhuǎn)矩將進一步提高電機效率。由電機的磁路分析表明，經(jīng)過磁保護的磁鋼，其抗去磁能力增強，電機體積有效減小，功率密度得到大大提高。
      經(jīng)過合理的強度分析與機械設(shè)計，相比采用普通瓦形或者環(huán)形磁鋼的電機，IPM電動機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)堅固可靠，無需額外綁扎等其它加固措施，加工工藝簡單，更適合高速弱磁運行。因此，內(nèi)嵌式永磁電動機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸靈活多樣且效率高、功率密度大等優(yōu)點。常規(guī)的高速IPM電動機中，極靴由于遠離旋轉(zhuǎn)中心，將受到很大的離心力作用而產(chǎn)生嚴重的形變，而連接極靴的隔磁橋?qū)⒊惺軜O大的應(yīng)力。為提高轉(zhuǎn)子的機械強度，一般需要采取增加隔磁橋?qū)挾鹊拇胧﹣頊p小形變。但這使得電機漏磁大幅增加，電機性能下降。因此對于IPM電動機，轉(zhuǎn)子強度和應(yīng)力分析將是一個必要的設(shè)計環(huán)節(jié)。以高速運行的IPM電動機為研究對象，分析了電磁力與離心力、永磁體吸引力三種力對于轉(zhuǎn)子形變的影響。
      常規(guī)的電磁及結(jié)構(gòu)有限元分析由于考慮上述三種類型的力的共同作用，涉及電磁場與結(jié)構(gòu)場的切換，導(dǎo)致流程復(fù)雜，計算量大。以下提出了一種靈活高效的簡化模型分析法，該方法利用電磁有限元網(wǎng)格剖分，來計算轉(zhuǎn)子離心應(yīng)力，具有流程簡單、計算量小的特點。仿真和實驗結(jié)果表明，該方法實用有效。
      對于IPM電動機性能的分析，有限元計算是一種有效的分析手段。其中電磁有限元可以得到轉(zhuǎn)子隔磁橋和極靴飽和的狀況及電磁性能，而結(jié)構(gòu)有限元可以分析隔磁橋部分的形變狀況�；�于強度分析中結(jié)構(gòu)場與電磁場弱耦合性的特點，分析過程如下：先構(gòu)建電機有限元節(jié)點與單元模型，接著對該電磁模型進行電磁力的計算和電磁性能的分析，最后將電磁模型分析的結(jié)果作為結(jié)構(gòu)分析中結(jié)構(gòu)場的邊界條件，進行相應(yīng)的應(yīng)力計算及結(jié)構(gòu)分析。

                                                                                  專業(yè)從事機械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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