外文翻译--传统上的机械设计考虑积层高速内置永磁同步机转子 中文版.doc

传统上的机械设计考虑积层，高速，内置永磁同步机转子爱德华·c拉雷丝美国电气和电子工程师协会会员Jahns托马斯·m朗博士杰弗里hKeim托马斯·aAbstract-This机械设计的考虑。本文讨论了对传统所特有(例如,径向)永磁同步电机的转子内部层机器。重点是放在的应用场合,在那里,径向力由于高速运行的主要途径是机械的限制设计的因素。适当设计的分层桥梁或肋骨,在转子外径是指在词语解释的是兼而有之资料的思路和电磁性能影响。与性能的权衡复杂的联系在一起使用加强肋磁铁蛀牙进行了探讨。这灵敏度的rotor-shaft机械设计的限制的越来越多的机制,突出了。这些效应,然后利用有限元分析的一种方法分析了m/6-kW150-N先发投手/发电机设计集成运行到6000股r/分钟环形转子来容纳变矩器或离合器总成。这个例子,证明了这是有可能的对显著提高转子的结构完整性使用摘要叙述技术只有一个非常谦逊的冲击在放映的机械驱动成本。指数Terms-Electrical钢、有限元分析(FEA),高速度、室内永磁(IPM)同步机、片、磁饱和。I.介绍OTOR设计和施工的室内永久的,磁铁(IPM)机是很有挑战性的任务到期一种矛盾的特点,改了系统性能转子的复杂性。IPM的机器是感兴趣的,因为他们是非常有吸引力的表演的立场在牵引和主轴应用1、2。机器设计可以(IPM)用宽,从理论上无限,速度范围为常数具有优良的逆变器利用权力运作。这是通过使用一凸实现转子几何有限论文发表于IPCSD03-0842001年,IEEE国际电气机械与驱动研讨会,6月17-20日剑桥,麻萨诸塞州,和批准发表在中华民国的工业应用电机委员会正则化方法的工业应用的社会。手稿提交审查并公布了11月5日,2002年1月出版20日,2004年。这项工作是由麻省理工学院的财团支持先进汽车电子/电气元件和系统。拉雷丝与SatCone.c的高新技术公司,剑桥,麻萨诸塞州美国(电子邮件件:lovelacealum.mit.edu02142l)。t.m.Jahns与威斯康辛大学电机与电力电子联合体,电气连接,计算机工程部门,大学的威斯康辛州麦迪逊、作业指导书,美国(电子邮件:jahnsengr.wisc.edu53706-1691)。t.a.Keim和j.h.朗与实验室的磁力部门或电子系统、电气工程和计算机科学、麻省理工学院、剑桥,MA02139美国(电子邮件:tkeimmit.edu,langmit.edu)。10.1109/TIA.2004.827440数字对象标识符。从磁通,里面藏贡献转子结构谱。达到理想的程度的凸极、特殊纹理策略是典型的设计和组装要求比较对那些需要为竞争对手的机器类型诸如表面点和异步电机。转子设计策略机器一般可(IPM)轴向及径向划分,每层合结构以其自身优势3,4。转子的轴向的层使用多种交替层构造软、硬磁纸上的,还是放在沿主轴的机器,每个弯曲和个人的大小与转子磁极形成1。该设计方法可以达到high-inductance凸极率超过10:1。然而,合轴转子相对昂贵制造由于分类切割,塑造和组装的许多不同的片那一定是就业。此外,一个约束转子的袖子可能是必要的,以防止纹理高速运作入侵到气隙。这种袖子通常减少由于他们的凸极有限厚度和经常增加由于涡流损失当高强度不锈钢(例如,Inconel)是超套筒材料。相比之下,属于典型的层合转子径向设计以1-4层的硬磁材料在每个极。每个纹理,这一点与其他类型机器,是传统穿孔或削减作为一个单一的单一块为横截面上的转子。蛀牙是穿孔或剪切成转子片,和磁性材料插入这些蛀牙。这求购,最多可以放置,以便使用传统的方法转子是属于比较容易制造比它的轴叠层IPM翻版。摘要本文检视传统机械设计的问题(也称横向或径向)胶布等IPM转子。只有离心力被认为是这可能是占统治地位的机械应力的来源在高-速度的设计。每个设计特征的几个关键转子进行了考核反过来对他们的影响结果表明,在转子弯曲故障的压力苏:拉雷丝等传统层合、高速,IPM同步机转子图1.12-poleIPM的横截面的机器。国家和电磁性能。设计策略与就功能,可以有效减少合成机械应力状态进行了研究。辩论的证实通过有限元分析(FEA)来验证的观点。一个IPM转子设计一个集成起动/发电机(ISG)应用是用来在整个论文以说明该方法的意义这些机械方面的技术问题5-7。一个横截面双层结构设计12-pole图1显示的是。特别需要指出的是,转子的机械应力状态,这是一种极限设计约束由于具有较高的转子变速运行,是必需的环形旋转音圈汽车机械。相关的设计规范设计技术：·每分钟6000-r最大操作速度；·设计000-r/分钟10个破裂速度；·转子内径最小165mm；·最大的定子外径300mm；·永磁材料II机械设计的IPM转子为了这个讨论,机械设计点所对应的应用进行说明,而产生的在最坏的情况下,转子的机械应力(IPM)。假设在这个发展过程中采用如下:·只是稳态速度情况·忽略温度效应·29-gage基线芯材:M19电气钢·产量帮助中的小应变分析表明平面应力·电磁起源的力量可以忽略不计·振动和转子轴动力部队被忽略了与这些假定的基础上,对转子的力量支配着通过稳态离心力在恒定的速度。因此,机械设计点所对应的稳态破裂的手术设计速度值,10基米-雷克南/分钟。与这些假定的基础上,对转子的力量支配着通过稳态离心力在恒定的速度。因此,机械设计点所对应的稳态破裂的手术设计速度值,10基米-雷克南/分钟。峰值应力的解析计算由于离心一时径向力机转子是一层合(IPM)具有挑战性的任务,那是不尝试过在本文由于复杂的转子分层设计特点。然而,这些峰值应力影响的边界上的优化变量,确定出最优的系统设计,所以定性讨论的合力由于惯性负载是合适的。讨论了著名的原则,采用材料在描述的行为静载荷8,9。图2。素描的内力有着坚实的转子图3。在草图合力转子在一个magnet-filled(IPM)空腔内。图2显示一个坚实的转子截面与标示注明主要力量的核心由于离心加载。从最简单的水平,而忽略了磁铁的蛀牙、转子就像一个环不变的前提下,离心加载。在这些一种元素的条件下,转子的成员在切向张力和径向压缩。我们可以为薄壁箍近似建模转子由于窄深的转子ISG相比较于转子的ID。作为一个结果,转子的细分市场主要经验切向张力的力量。使用这个假设,主要影响因素的峰值应力的平均值“环”的半径和转速。帮助中的小应变分析根据应力增加的平方每个这些因素。如果转子腔现在视为图3中,哪个只含有一腔层、钢杆件集中这连接到轴是,现在只剩下的纹理薄的钢桥在各个末端。因此,离心加载在电线杆上一篇文章并不是均匀的分布在图4。在草图合力IPM转子在多种层次。“箍、转子径向导演”,导致实质性的惯性两个保留上的负荷之间的桥梁。应该指出的是,该保税点资料洞里也将有助于这个装载,因为它是更少吗钢的硬度比,因此,贡献,将额外的加载攻击的内侧边缘杆件。因此,磁铁的等效质量,图