高速永磁电机转子碳纤维护套的缠绕张力计算研究

摘要：

表贴式高速永磁电机转子的永磁体不能承受高速旋转时产生的离心力,为此研究了一种特殊的大张力环向缠绕碳纤维护套,由于缠绕时张力的施加,这种碳纤维护套会在永磁体外表面形成一定的预压力,从而保护永磁体在高速旋转时不被离心力破坏.基于弹性力学相关理论,提出了计算缠绕张力作用下纤维层应力分布及其对永磁体预压力的方法.通过不同张力缠绕实验确定碳纤维缠绕工艺极限张力,以此为基础,分别采用解析法和有限元法计算了不同张力制度下的纤维层剩余应力,并在大张力缠绕电机转子实验中测试了纤维层提供的预压力.结果表明,解析法能较为准确地预测出碳纤维缠绕层的应力分布情况及其对永磁体的压紧力,且解析结果和有限元的误差很小,和实验测试结果的误差在可接受范围之内,所提出的大张力环向缠绕碳纤维护套可以满足永磁电机转子高速旋转的要求.

关键词：纤维缠绕、缠绕张力、剩余应力、高速永磁电机、径向压应力、碳纤维

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金11302168;湖北省自然科学基金2014CFB140;陕西省自然科学基础研究计划资助项目2013JQ6018;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目143101001

在线出版日期：2018-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：5-13