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电气自动化 1989年第4期11卷 14-15页

作者：林杞

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一种电动工具用高速电机的分析与设计

机械设计与制造 2018年第1期 26-28页

作者：黄平林罗妤江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 腾达电动科技镇江有限公司江苏镇江212013

软磁复合材料(SMC)具有良好的高频电磁特性,应用于高速电动机中可减小铁心损耗,提高电机效率。开发了一款电动工具用高速电机,电机的定子铁心采用软磁复合材料整体加工成型,以减小电机高速运转时的铁心损耗;为减小转子轭部长度,减轻转... 详细信息

软磁复合材料(SMC)具有良好的高频电磁特性,应用于高速电动机中可减小铁心损耗,提高电机效率。开发了一款电动工具用高速电机,电机的定子铁心采用软磁复合材料整体加工成型,以减小电机高速运转时的铁心损耗;为减小转子轭部长度,减轻转子重量,电机转子永磁体采用HALBACH阵列,在缩短转子铁轭长度的同时有效地增强了磁场强度,提高了电机的功率密度。通过有限元分析,对电机的电磁场进行了数值计算,并制作了样机进行了试验验证,成功地将该电机应用于电动打草机中,测试结果证明了上述分析的正确性。

关键词：软磁复合材料电动工具高速电机 HALBACH阵列有限元分析

利用激光诱导击穿光谱检测光纤传感高速电机故障

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激光杂志 2021年第4期42卷 16-20页

作者：王礼恒庄明袁恺中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

为解决传统电机故障检测方法中存在的无法检测因绝缘材料老化导致的电机漏电等故障问题,提出利用激光诱导击穿光谱检测光纤传感高速电机故障方法。选取新、旧两种高速电机设备中硫化硅橡胶,通过烧蚀操作分析高速电机设备中硫化硅橡胶烧... 详细信息

为解决传统电机故障检测方法中存在的无法检测因绝缘材料老化导致的电机漏电等故障问题,提出利用激光诱导击穿光谱检测光纤传感高速电机故障方法。选取新、旧两种高速电机设备中硫化硅橡胶,通过烧蚀操作分析高速电机设备中硫化硅橡胶烧蚀特性、等离子体温度、电子数密度、光谱强度间参数关系,选取新、旧两份室温硫化硅橡胶,通过烧蚀操作,对比烧蚀特性、等离子体温度、电子数密度、光谱强度间参数关系,完成光纤传感高速电机故障检测。实验结果表明,在等离子体冲击波特性差异和激光烧蚀质量的变化影响下,硫化硅橡胶AI元素含量随老化程度的加深而减少;Na元素随着老化程度的增加而增加,验证了所提方法能够明确绝缘材料是否处于老化失效状态,有效检测光纤传感下高速电机的故障问题。

关键词：光纤传感高速电机激光诱导击穿光谱室温硫化硅橡胶烧蚀特性等离子体温度

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飞轮储能系统用高速电机的设计

电机与控制应用 2015年第11期42卷 77-79,90页

作者：王春喜永济新时速电机电器有限责任公司山西永济044502

分析了高速电机的一个应用方向,即飞轮储能。分析了飞轮储能系统对电机的特殊要求以及针对这些特殊要求的措施。最后提出了飞轮储能系统中高速电机的一些特殊结构以及其优缺点。

关键词：飞轮储能系统高速电机 HALBACH阵列

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基于超声波悬浮支撑的高速电机的设计

机床与液压 2016年第3期44卷 78-80,153页

作者：王洪臣李锟吴波杨利杨志刚长春工程学院工程训练中心吉林长春130012 吉林大学机械科学与工程学院吉林长春130025

设计了利用单项支撑转子超声波悬浮的高速电机,采用压电换能器、永磁同步电机主轴,换能器辐射端面与主轴悬浮支撑帽均采用锥度相同的圆锥形结构,以保证主轴高速旋转时高度自动定心。测试结果表明:当超声波电源输出功率在500 W时,主轴转... 详细信息

设计了利用单项支撑转子超声波悬浮的高速电机,采用压电换能器、永磁同步电机主轴,换能器辐射端面与主轴悬浮支撑帽均采用锥度相同的圆锥形结构,以保证主轴高速旋转时高度自动定心。测试结果表明:当超声波电源输出功率在500 W时,主轴转速达到20 000 r/min以上,悬浮间隙超过100 nm,大于两接触面粗糙度总和,主轴运转平稳,无接触摩擦噪声,不存在电磁耦合所导致的转矩波动和径向振动问题。

关键词：超声波悬浮轴承高速电机压电换能器单项支撑悬浮间隙主轴圆锥结构

DW100高速电机定转子片级进模CAD系统开发

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DW100高速电机定转子片级进模CAD系统开发

作者：李小龙河北科技大学

学位级别：硕士

随着科学技术水平的不断提高和现代工业发展需求,高速电机的应用越来越广泛,高速电机零部件设计三维数字化具有重要意义。高速电机的定转子冲片模具设计在其零部件设计中占有重要地位。本文以石家庄科技局项目“DW100高速电机研制”为背... 详细信息

随着科学技术水平的不断提高和现代工业发展需求,高速电机的应用越来越广泛,高速电机零部件设计三维数字化具有重要意义。高速电机的定转子冲片模具设计在其零部件设计中占有重要地位。本文以石家庄科技局项目“DW100高速电机研制”为背景,确定对其定转子片的级进模具三维参数化设计技术进行深入研究,其研究成果为项目鉴定和高速电机快速设计制造可提供有价值的参考依据。本文以Visual Studio 2010为开发工具,采用C++高级编程语言,以国产高端三维软件中望3D为开发平台,结合定转子片零件特征和级进模具设计理论知识,进行了DW100高速电机定转子片级进模CAD系统的研究与开发。首先,针对系统实现方案设计进行了论证,包括对系统进行了总体开发构思、总体结构创建、功能模块设计等;其次详细研究了中望3D软件的二次开发技术,如动态库创建与链接、中望3D API、对话框制作等;再次将级进模具设计相关理论知识与高级语言编程、界面开发技术相结合,开发了高速电机定转子冲片级进模工艺设计系统和零件参数化设计系统;该系统具有友好的人机交互界面,设计人员只需键入级进模原始设计参数,系统即可快速、灵活地完成相关分析计算及级进模具零部件参数化造型,同时系统带有一定的提示和数据存储功能,实现了高速电机级进模具设计过程的三维数字化和自动化的效果。本文开发的DW100高速电机定转子片级进模CAD系统,能够显著提高电机定转子片的级进模具设计效率,对电机行业模具设计制造提供了重要的参考价值和客观指导意义。对中望3D软件平台的三维参数化模具设计系统开发提供了有益的技术补充。

关键词：高速电机定转子片中望3D 级进模三维参数化系统

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基于时步有限元的高速电机损耗精细化分析

基于时步有限元的高速电机损耗精细化分析

作者：王涛华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

为了在高速电机研制过程中实现损耗的精细分析,探索能够计及多种非线性及复杂结构影响的损耗计算模型,进一步研究高次谐波与高速电机损耗之间的关系至关重要。本文从精确计算定转子铁耗、铜耗角度对高速电机损耗计算模型进行完善,以37kW... 详细信息

为了在高速电机研制过程中实现损耗的精细分析,探索能够计及多种非线性及复杂结构影响的损耗计算模型,进一步研究高次谐波与高速电机损耗之间的关系至关重要。本文从精确计算定转子铁耗、铜耗角度对高速电机损耗计算模型进行完善,以37kW、300Hz高速电机为样机进行损耗计算和实验研究,进行高速电机内部损耗的精细化分析。主要工作如下:1.以一台37kW、300Hz电机为样机,基于改进的高速电机损耗模型,在空载、负载等不同条件下,计算并精细化分析定转子铜耗铁耗、起动性能,分析了谐波电流在气隙中产生的基波和谐波磁密特点。并与传统计算方法比较,验证新模型的合理性与精确性。2.基于仿真模型,分析了供电电压含不同高次谐波时定转子铁芯典型位置磁密分布特点,计算并精细化分析定转子铜耗、铁耗,并与高速电机传统损耗计算模型进行比较,为变频高速电机损耗模型提供分析指导。3.利用所建立的基于时步有限元的损耗精细分析模型,计算并分析了转子槽型槽高槽宽变化时气隙磁场分布特点,研究了不同槽型尺寸对高速电机定子基波和谐波铜耗、转子铜耗、铁耗、总损耗、起动性能的影响。与此同时,深度分析了高速电机转子采用闭口槽时产生的半闭口槽效应。

关键词：高速电机损耗分析起动性能闭口槽

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轴向磁阻型复合转子高速电机温升和损耗研究

轴向磁阻型复合转子高速电机温升和损耗研究

作者：李梅沈阳工业大学

学位级别：硕士

在高速电机的众多优点中,最突出的优点是其功率密度高且体积小,相较于传统电机,高速电机的转速高、效率高,且可与负载直接相连,不需要增设机械传动装置,使工作运营维护成本大大降低。因此,高速电机在各领域的需求显著增长,尤其是涉及高... 详细信息

在高速电机的众多优点中,最突出的优点是其功率密度高且体积小,相较于传统电机,高速电机的转速高、效率高,且可与负载直接相连,不需要增设机械传动装置,使工作运营维护成本大大降低。因此,高速电机在各领域的需求显著增长,尤其是涉及高精密及自动化要求较高的领域。在实际运行中,对于高速电机的损耗及温升问题需要考虑多种物理场间的互相影响及制约问题,包括电磁场分析、温度场分析、流体力学分析、应力分析等,研究各物理场间的耦合作用对分析高速电机的损耗及温升在高速电机的研发阶段及后期性能提升等方面意义重大。本文以轴向磁阻型复合转子高速电机为研究对象,该电机的额定功率为3k W,额定转速为20000rpm。本文的研究主要分为三方面,分别为高速电机风摩损耗的研究、其他损耗的分析计算及高速电机的温升分布。首先,介绍了本文所研究高速电机的结构,根据电机的结构建立所要计算风摩损耗的气隙模型。由于高速电机的高转速,使得电机内空气与电机转子表面产生剧烈的摩擦,这种摩擦对电机的转子产生了制动力矩,该力矩所做的功即为电机的风摩损耗。中低转速电机的风摩损耗少,可由经验公式计算得出;而高速电机中的风摩损耗占比大,为了对高速电机的风摩损耗进行较为精确的计算,需要通过流体力学分析。通过对比摩擦系数及转速对风摩损耗的影响,发现规律,为减少风摩损耗提供基础数据。其次,本文对高速电机的其他损耗进行了分析计算。对电机区域进行划分,分析各区域特征点或圆圈的磁通密度波形图可知电机内铁心损耗的分布情况,再通过有限元仿真软件计算电机的铁心损耗;绕组铜损耗根据解析公式计算,并与有限元仿真结果进行对比验证。接着计算了轴承摩擦损耗及杂散损耗,并计算出了该电机的效率。最后,建立了计算电机温升分布的模型,并为电机加入冷却系统。将电机的主要损耗换算为热密度添加到温升模型的边界条件中,通过热流耦合模块进行温升计算。改变水冷系统的水速及轴向通风的风速,由温升仿真结果得出冷却系统的冷却效果,通过两种冷却效果的对比发现风冷对高速电机的冷却更为有效。

关键词：高速电机风摩损耗损耗计算热流耦合温度场

DW100高速电机水冷系统分析及传热性能研究

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DW100高速电机水冷系统分析及传热性能研究

作者：张莉莎河北科技大学

学位级别：硕士

随着工业生产向着高速高效的方向发展，高速电机应用领域不断扩大，研究和开发速度和精度等级更高、适应各种应用条件的高速电机在电机设计领域势在必行。由于具有体积小、转速高、功率密度大等特点，高速电机在工作过程中产生了大量的... 详细信息

随着工业生产向着高速高效的方向发展，高速电机应用领域不断扩大，研究和开发速度和精度等级更高、适应各种应用条件的高速电机在电机设计领域势在必行。由于具有体积小、转速高、功率密度大等特点，高速电机在工作过程中产生了大量的热，因此其高效冷却问题越来越受到关注。本文对DW100高速水冷电机冷却系统的三维稳态热流场进行数值模拟和传热性能研究，从而探索出能够达到更高效率的冷却方法，为开发出更高速度的高速电机提供有价值的参考依据。本文从基于热流场的理论分析和冷却系统的数值模拟两方面系统分析了高速电机水冷系统的冷却问题。在基于热流场的理论分析方面，分析了高速电机主要热源分布，介绍了水冷系统热流场模拟所需的传热学和流体力学基本理论知识，提出了有限元理论计算方法，从而建立了冷却水套的数学模型和三维物理模型，做出了合理的假设，给定了正确的边界条件，采用FLUENT分析软件对冷却系统的热流场进行了数值模拟。在冷却系统的数值模拟方面，分析了现有DW100高速电机冷却水套结构，针对不同的水冷结构进行了热流场数值模拟，并将模拟结果与空冷结构进行对比，通过对比分析得出周向螺旋型水道结构相对较好;改变螺旋型水道冷却水入口流速和螺旋水道高度值进行热流场模拟，通过对模拟结果进行分析选出最佳水速和最优水道高度值;在此优选参数基础上，提出了在冷却水路中加翅片的强化冷却形式，通过改变水道两侧翅片高度和数量进行模拟，并对多种模拟结果进行对比分析，得出最优的翅片高度和最佳数量值，验证了水道中加翅片结构能够达到一定的强化冷却效果。本文所做的研究工作为高速电机的冷却系统水路设计提供了一定的借鉴和指导意义，为水冷电机进行强化冷却提供了科学可靠的依据。

关键词：高速电机水冷系统温度场流场强化传热

DW100高速电机零件三维参数化设计系统开发

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DW100高速电机零件三维参数化设计系统开发

作者：杨雪河北科技大学

学位级别：硕士

现代高速电机的特点是转速高，传动效率高，动态响应快。主要应用于航空航天、高速离心机、快速制冷、高压泵和风机、精密机床及许多高速旋转机械中。发展新产品的快速设计和制造能力是当前企业需要解决的重大课题，其作用是可以保证企... 详细信息

现代高速电机的特点是转速高，传动效率高，动态响应快。主要应用于航空航天、高速离心机、快速制冷、高压泵和风机、精密机床及许多高速旋转机械中。发展新产品的快速设计和制造能力是当前企业需要解决的重大课题，其作用是可以保证企业产品及其设计知识的良性积累和有效再利用。目前机电产品系列化、模块化、参数化设计技术业已基本成熟，并获广泛应用，针对高速电机零部件采用三维参数化设计手段势在必行。本课题运用三维参数化设计方法，结合企业实际需求，以CAXA三维实体造型软件系统为平台，针对DW100高速电机所有零件，开发了“DW100高速电机零件三维参数化设计系统”，该系统开发运用VB编程与CAXA三维实体设计系统相互连接，辅以Excel工具，实现了可视化的DW100高速电机各单一零件的参数化生成及其尺寸驱动、数据保护等功能，相对于二维CAD设计手段的效率低，设计周期长，产品设计直观性差的特点，该系统显著提高了高速电机零件设计效率、降低了设计成本。DW100高速电机三维参数化设计系统的开发成功对高速电机的设计、生产制造、产品展示具有非常重要的意义。对于电机企业的产品创新、快速设计和制造能力的提高具有重要意义。

关键词：高速电机零件三维参数化设计系统开发