高速磁悬浮永磁电机多物理场分析及转子损耗优化

作     者：韩邦成 薛庆昊 刘旭 HAN Bang-Cheng XUE Qing-Hao LIU Xu

作者机构：北京航空航天大学惯性技术重点实验室北京100191 北京航空航天大学新型惯性仪表与导航系统技术国防重点学科实验室北京100191 北京市高速磁悬浮电机技术及应用工程技术研究中心北京100191 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2017年第25卷第3期

页      面：680-688页

核心收录：

学科分类：1304[艺术学-美术学] 13[艺术学] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家重大科学仪器设备开发专项资助项目(No.2012YQ040235) 国家自然科学基金资助项目(No.61573032) 

主　　题：电磁分析 多物理场 高速磁悬浮电机 永磁电机 有限元 

摘      要：为提高高速磁悬浮永磁电机的综合性能,得到最优的设计参数,针对一台30kW,48 000rpm的磁悬浮电机进行了电磁场、转子动力学以及转子强度分析,提出一种基于多物理场分析结果的电机尺寸优化方法。使用ANSYS以及ANSOFT对电机进行建模和有限元分析,并用ISIGHT软件进行集成优化设计。以转子损耗最小为优化目标,电机几何尺寸为设计变量,在优化过程中考虑尺寸变化对电机转子模态以及强度的影响,以尺寸、电机电磁性能、力学性能等为约束条件。经过优化后,电机的转子损耗减小16.7%,其余性能均符合设计要求。根据优化设计结果加工了样机并进行电机对拖与温升实验,结果证明了优化设计的合理性,验证了本文提出方法的正确性。