高速永磁電機由于具有效率高、功率密度大、體積小，特別是省去增速箱等諸多優點，在壓縮機、飛輪儲能、電主軸以及高速機床得到越來越廣泛的應用。
      永磁電機采用燒結鐵硼永磁材料，其抗壓強度較大而抗拉強度很小(一般<80MPa)，在高速電機轉子離心力成為主要載荷的情況下，考慮到永磁體難以承受巨大的離心力，必須對永磁體采取保護措施。
      目前，最常用的保護措施一種是采用碳纖維綁扎永磁體，另外一種是在永磁體外面加一高強度非導磁合金保護套。有學者對一臺60000r/min的高速永磁電機設計了合金保護套，并對靜止和旋轉等不同工況下的轉子機械強度進行了理論分析和二維有限元計算，理論分析和有限元分析結果相吻合。另外一些學者用有限元法對高速永磁電機轉子應力進行了分析，對一臺額定轉速60000r/min的高速永磁電機，分析了過盈量求解以及護套和永磁體的應力的解析法，并用Ansys Workbench分析了護套和永磁體的應力，理論計算值與有限元仿真結果接近。還有一些研究人員推導出了兩層過盈配合、三層過盈配合轉子的應力場、應變場、位移場的解析公式，并利用有限元方法驗證了解析公式的正確性，同時以一臺額定轉速120000r/min，10kW的高速永磁同步電機為例，給出了兩種常用過盈配合高速電機轉子的強度設計方法。
      但以上研究都只是針對合金保護套，沒有涉及碳纖維復合材料保護套。其中一些學者用3D實體單元分析計算了飛輪儲能復合材料轉子工作時的應力分布。研究人員對飛輪儲能非均質各向異性復合轉子，建立了計算模型，得到了復合材料飛輪在工作轉速下的應力和位移的解析公式，并分析了不同材料對應力、位移分布的影響。對飛輪儲能三層復合材料轉子推導了應力和位移的解析公式，并對復合飛輪進行了優化設計。另外，用解析法和3D有限元法計算了碳纖維和玻璃絲纖維兩層復合飛輪的應力與位移分布。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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