電機轉子片結構的接觸非線(xiàn)性分析計算

世界汽車(chē)技術(shù)正朝著(zhù)節能、環(huán)保等方向發(fā)展，汽車(chē)的能量消耗與汽車(chē)自身質(zhì)量成正比，因此，要想減少不需要的能量消耗，應在保證穩定的前提下盡量減輕汽車(chē)自身質(zhì)量。對于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，電池、電機和車(chē)身結構件所占整車(chē)質(zhì)量的比例較高，從電池、電機和車(chē)身結構入手減輕質(zhì)量，對電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)的輕量化效果十分顯著(zhù)。 本文將介紹針對驅動(dòng)電機轉子進(jìn)行結構接觸非線(xiàn)性分析，在保證結構強度滿(mǎn)足設計要求的前提下，為下一步的轉子結構形狀優(yōu)化提供數據支持。

內嵌式永磁電機采用電機轉子片內嵌磁鋼塊且磁極表面對稱(chēng)分布的方式，不僅使電機反電動(dòng)勢波形得到優(yōu)化，而且有效的抑制了電機齒槽力矩和負載力矩擾動(dòng)。在電機高速運轉時(shí)，電機轉子結構主要承受離心力、電磁力和永磁體吸引力的作用，研究結果表明，離心力是影響電機轉子結構強度的主要因素。本文在進(jìn)行電機轉子結構強度分析時(shí)，主要考慮電機轉子在離心力作用下的結構強度。

電機轉子片離心力使磁鋼向外運動(dòng)到與沖片緊密相連，除局部外，整體遵循離軸線(xiàn)越遠，位移越大的規律，大的為0.0028mm。在磁鋼與沖片相交的拐角處，出現了相對較大的局部應力，大的應力為64MPa，這個(gè)連接部位較窄，剛度較弱。另外，在轉子沖片開(kāi)孔的凸臺處，顯然存在應力集中。

通過(guò)以上的非線(xiàn)性分析，可以得到的結論為：

1)在1200rad/s的轉速下，離心力引起的電機轉子片變形和應力不會(huì )造成結構的破壞；

2)相鄰磁鋼連接處的部位為結構的脆弱部位，可考慮適當增大此處的寬度。

轉子強度分析是進(jìn)行優(yōu)化設計的基礎，在保證足夠的強度下，才有進(jìn)一步進(jìn)行結構優(yōu)化的空間。

本文形成的電機轉子片的結構強度分析方法，能有效的指導電機轉子的設計工作，并應用于后續的電機產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中。