基于多维可视化的高速永磁电机转子强度优化设计

作     者：涂之艺 陈亮亮 伍家驹 马航 熊茹 吴剑 李志农 TU Zhiyi;CHEN Liangliang;WU Jiaju;MA Hang;XIONG Ru;WU Jian;LI Zhinong

作者机构：南昌航空大学信息工程学院南昌330063 国网江西省电力有限公司供电服务管理中心南昌330077 南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室南昌330063 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2022年第41卷第18期

页      面：236-243页

核心收录：

学科分类：080804[工学-电力电子与电力传动] 0711[理学-系统科学] 080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(12062014,51967015) 江西省自然科学基金(20202BABL204048) 南昌航空大学研究生创新专项基金(YC2021-033)。 

主　　题：高速永磁电机 强度计算 有限元 可视化算法 

摘      要：在高速永磁电机中,永磁体机械强度不足以承受高速旋转产生的离心力,需要用高强度非导磁金属护套来保护永磁材料。针对高速永磁电机中实心圆柱永磁转子结构,将转子的应力条件简化为平面应力问题,采用极坐标下的位移法,推导了非导磁金属护套保护的圆柱永磁转子强度解析公式。在此基础上,运用多维可视化算法研究了护套厚度、过盈量以及转速对转子强度的影响,对各多维可视化图形进行交集运算,得到了静态和高速运行状态下均满足强度要求的护套厚度及过盈量的可行域,在可行域中选择设计参数的最优值,最后,借助有限元法验证了设计方案的有效性。结果表明,提出的基于多维可视化的优化设计方法能够得到护套厚度及过盈量的集状解,便于实现鲁棒优化,具有直观、方便的特点。