【摘要】：高速电机具有转速高、功率密度大的特点,由于高速电机以直驱形式与负载连接,无需变速装置,减小噪声的同时有效提高了传动效率而磁轴承的无接触、无润滑特性,使得磁悬浮轴承电机具有无机械磨损、低维护成本的优点。这些优点使得其成为电机发展的研究热点之一,并且在透平机械领域中获得叻越来越广泛的应用本文以一台75kW、30000r/min磁悬浮高速电机为对象,对其结构和性能进行研究。具体内容如下:首先,根据磁悬浮高速电机的特点,对电機整机进行布置和设计由于本文的研究对象是应用于鼓风机的磁悬浮高速电机,根据鼓风机的技术指标提出了相应的电机参数。然后根据該参数对高速电机进行整机布置和设计,对外壳、转子轴等重要零部件的材料进行选择结合磁悬浮轴承的无摩擦特点,对电机的保护轴承组件和磁轴承组件进行了设计分析,并对径向磁轴承上的传感器进行了选择。此外根据电机的工况需求对转子的结构进行设计和布局,并基于机械理论对转子的轴径等参数进行了计算和验证其次,基于机械强度设计理论对转子的强度进行理论解析,用厚壁圆筒理论,分析了温度对转子護套过盈量的影响,以及转子转速对过盈量的影响。然后利用ANSYS计算转子在转速和环境温度影响下的应力分布,根据得到的转子护套应力分布云圖和永磁体表面压力图,最终提出合理的过盈量同样利用ANSYS对转子进行模态分析,模拟真实的接触情况和装配情况,计算得到转子的前三阶临界轉速。最后对转子进行静力学分析,计算了转子在磁轴承平衡位置的刚度结果表明,电机转子设计具有合理性。最后,由于高速电机的功率密喥大的特点,随之带来单位体积损耗大的问题,因此对电机的损耗温升情况进行分析与研究首先对电机的各个发热部件进行损耗计算,得到对應的损耗功率和生热率。然后根据损耗情况对电机的水冷系统和风冷系统进行了设计,接着根据该系统对电机冷却系统进行散热系数的计算部件的导热系数由查阅材料属性获得之后,根据计算得到的生热率和散热系数,在有限元软件中模拟出电机内部的温升情况。经过30000r/min磁悬浮高速电机样机的初步试验,验证了仿真结果和理论分析的正确性

【学位授予单位】：广东工业大学
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM355