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公开(公告)号：CN111654131A
公开(公告)日：2020-09-11
申请号：CN202010364850.5
申请日：2020-04-30
申请人： 北京交通大学
摘要： 本发明提供了一种永磁电机的转子结构，能够平衡永磁体轴向温度分布，包括转子铁心、多个永磁体和涡流环；多个永磁体和涡流环嵌入转子铁心内；永磁体沿转子铁心轴向延伸，并且环绕转子铁心轴线布置，每个永磁体截面呈V字型；每个永磁体外表面套装一个涡流环，涡流环位于永磁体的轴向中部。本发明提供的转子结构，通过将永磁体轴向中心位置处套上涡流环的结构，来降低永磁体被涡流环包裹处的涡流损耗，从而平衡永磁体轴向温度分布，减小热应力不平衡引起的永磁电机故障问题。同时涡流环能够降低永磁体最高温度，避免由于局部高温引起永磁体局部失磁问题，提高永磁电机运行安全稳定性。
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公开(公告)号：CN108647397B
公开(公告)日：2020-08-14
申请号：CN201810337281.8
申请日：2018-04-16
申请人： 北京交通大学
IPC分类号： G06F30/23 , G06N3/00 , G06F111/06
摘要： 本发明实施例提供了一种多约束条件下基于PSO算法的高速电机转子拓扑优化方法，包括：给出电机的电磁设计参数；设计转子护套结构，选择相应护套材料；由原始尺寸确定初始计算方案，与可优化拓扑及其边界；计算热应力与机械应力得出护套厚度的极限设计区间；结合电机电磁特性确定不同转子拓扑的等效模型；采用智能算法与磁路耦合的方法进行基于效率的优化设计；使用电磁场有限元法细化计算结果，校核等效拓扑的合理性；通过最优方案下的温度分布，检验拓扑分配的有效性；对优化后高速电机运行性能和电机最高温度与原始方案比较分析。本发明实现了电机高速运行下的高性能电磁要求，降低电机最高温度，满足转子高速运行时应力设计要求。
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公开(公告)号：CN108111079B
公开(公告)日：2019-12-27
申请号：CN201810058110.1
申请日：2018-01-22
申请人： 北京交通大学
摘要： 本发明实施例提供了一种基于永磁电机转子分段护套涡流损耗的热传递比计算方法，该方法包括：对基于矢量控制的永磁电机，分别建立带分段护套和不带护套的场路耦合计算模型，计算出各部件的损耗；然后，分别建立永磁电机带分段护套和不带护套的三维稳态温度场求解模型，基于假设条件确定边界条件，得到转子稳态热传导方程；分别计算出气隙内的导热系数和定子绕组的导热系数，将导热系数代入转子稳态热传导方程，以损耗作为求解域的热源，得到永磁电机稳态温度场；分别计算出在基波电流对转子无护套、带分段护套的永磁电机作用下，各部件的温度，根据各部件的温度，计算出各部件的热传导比。本发明为永磁电机的电磁结构设计提供了重要的理论依据。
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公开(公告)号：CN107453504B
公开(公告)日：2019-11-08
申请号：CN201710617504.1
申请日：2017-07-26
申请人： 北京交通大学
摘要： 本发明公开了一种具有复合散热结构的永磁同步电机笼型转子，涉及永磁电机技术领域，包括铁芯、转轴孔及沿所述铁芯圆周均匀设置的若干转子槽，所述铁芯外表面均匀设有若干瓦片型外置永磁体，所述铁芯内部均匀设有与所述外置永磁体相对的轴向贯通的V型槽；相邻的两个所述V型槽的相邻的两端分别对应两个相邻的所述转子槽，所述V型槽内嵌设有长方体型内置永磁体，两两间隔的所述转子槽内设有导条；所述外置永磁体上设有与所述没有设置导条的转子槽相连通的径向通风孔。本发明在保证电机性能的情况下，缩小了电机体积，使电机散热畅通，有效降低了转子永磁体的温升，提高了散热效果和使用寿命。
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公开(公告)号：CN110031506A
公开(公告)日：2019-07-19
申请号：CN201910337525.7
申请日：2019-04-25
申请人： 北京交通大学
IPC分类号： G01N25/20
摘要： 本发明提供了一种永磁电机气隙导热系数的计算方法，包括：采集永磁电机各个部件的尺寸和结构参数；根据尺寸和结构参数建立所述永磁电机的二维瞬态电磁场求解物理模型,求解出相关部件的损耗值，并计算出相关部件的热密值；根据永磁电机的各个部件的尺寸建立三维稳态温度场求解模型；根据相关部件的热密值、导热系数以及永磁电机的机壳散热系数，设定气隙导热系数的初始值作为气隙导热系数，通过三维稳态温度场求解模型求解出各个部件的温度；以求解出的温度与各部件的实际测量温度差的绝对值收敛于一定的范围阈值作为约束条件，迭代更新气隙导热系数值。本方法可以准确的计算出气隙导热系数，用于对永磁电机的定转子温度分析。
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公开(公告)号：CN106340981B
公开(公告)日：2019-02-19
申请号：CN201610835646.0
申请日：2016-09-20
申请人： 北京交通大学
摘要： 本发明实施例提供了一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置。包括电机定子、电机转子、转轴；所述电机定子包括定子铁芯、定子绕组、定子轴向通风沟、定子径向通风沟；所述电机转子包括转子铁芯、转子径向通风沟、起动笼条、永磁磁钢、隔磁环、相框式及衍生的槽楔、槽楔轴向通风孔；所述定子铁芯沿轴向开有定子径向通风沟，沿圆周开有定子轴向通风沟；所述转子铁芯沿轴向开有转子径向通风沟；所述相框式及衍生的槽楔上开有槽楔轴向通风孔。所述转轴带有轴流式风扇。这种降低永磁电机中永磁体温度的相框式及衍生的冷却结构，在轴流风扇或离心风扇作用下，可以有效地降低定转子铁芯温度，尤其是转子中永磁体的温度，进而提高电机的冷却效率。
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公开(公告)号：CN109101693A
公开(公告)日：2018-12-28
申请号：CN201810776902.2
申请日：2018-07-16
申请人： 北京交通大学
摘要： 本发明提供了一种基于风路-流体-传热协同耦合计算转子多物理场的方法。该方法包括：构建计及转子旋转全域的流体网络计算模型，计算出转子出入风口的压力值，作为边界条件。并建立核电汽轮发电机转子温度场的三维流体与传热分析模型，和对应的核电汽轮发电机转子的温度场计算模型；计算了核电汽轮发电机的铜排铜耗，齿部基本铁耗和附加铁耗，并将各损耗转化为热密，再将热密附加至温度场计算模型的对应部位；通过计算出的边界条件利用有限体积方法计算发电机转子的多物理场。本发明的方法可以利用全域流体网络模型计算转子处的入风压力和出风压力，从而可以有效节省汽轮发电机转子的三维多物理场的计算时间，并且提高计算的准确性。
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公开(公告)号：CN105006934B
公开(公告)日：2018-06-19
申请号：CN201510382577.8
申请日：2015-07-02
申请人： 北京交通大学
IPC分类号： H02K17/18
摘要： 本发明提供了一种护套与转子叠片铁芯复合一体的电机结构。包括：转子叠片叠压而成的转子铁心、带有实心雨滴形笼条的护套、转子端面压板。带有雨滴形实心笼条的护套装设在转子叠片铁心上，实心雨滴形笼条形状与转子叠片上的槽型相吻合。转子端面压板通过高温嵌入或插入护套。本发明的装置可提高电机的起动性能，在起动过程中，转差率大时，实心雨滴形护套起主要作用，起动电流小，起动转矩大。在运行过程中，转差率小时，铸铝笼条开始起作用，转子整体等效电阻小，保证起动过程中的起动性能。同时，由于护套与转子叠片铁芯复合一体的电机结构，可以有效地减小了离心力引起的转子护套和叠片铁芯脱离的风险，从而提升电机的高速运行的安全性能。
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公开(公告)号：CN108111079A
公开(公告)日：2018-06-01
申请号：CN201810058110.1
申请日：2018-01-22
申请人： 北京交通大学
摘要： 本发明实施例提供了一种基于永磁电机转子分段护套涡流损耗的热传递比计算方法，该方法包括：对基于矢量控制的永磁电机，分别建立带分段护套和不带护套的场路耦合计算模型，计算出各部件的损耗；然后，分别建立永磁电机带分段护套和不带护套的三维稳态温度场求解模型，基于假设条件确定边界条件，得到转子稳态热传导方程；分别计算出气隙内的导热系数和定子绕组的导热系数，将导热系数代入转子稳态热传导方程，以损耗作为求解域的热源，得到永磁电机稳态温度场；分别计算出在基波电流对转子无护套、带分段护套的永磁电机作用下，各部件的温度，根据各部件的温度，计算出各部件的热传导比。本发明为永磁电机的电磁结构设计提供了重要的理论依据。
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公开(公告)号：CN107749678A
公开(公告)日：2018-03-02
申请号：CN201711203995.1
申请日：2017-11-27
申请人： 北京交通大学
摘要： 本发明实施例提供了一种永磁电机转子护套冷却结构装置。该装置包括：转子护套、永磁体、转子轴向通风道、隔磁桥、转子铁芯、转子转轴；转子转轴位于装置的中心位置，V型永磁体均匀分布在转子铁芯内，转子护套沿圆周均匀分布若干个梯形式或燕尾式的卡扣，转子铁芯沿圆周均匀设置若干个梯形卡槽口，转子护套与转子铁芯之间过盈配合，转子护套与转子铁芯之间的空气通道部分构成转子轴向通风道，在转子护套与转子铁芯之间留有凸出的导磁通路，隔磁桥置于每根永磁体的两端，在永磁体上端对应的转子铁芯内设置转子轴向通风道。本发明在轴流风扇或离心风扇作用下，可以有效地降低转子铁芯中的永磁体温度，进而提高电机的安全可靠性。
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