电机转子片结构的接触非线性分析计算

世界汽车技术正朝着节能、环保等方向发展，汽车的能量消耗与汽车自身质量成正比，因此，要想减少不需要的能量消耗，应在保证稳定的前提下尽量减轻汽车自身质量。对于电动汽车来说，电池、电机和车身结构件所占整车质量的比例较高，从电池、电机和车身结构入手减轻质量，对电动汽车整车的轻量化效果十分显著。 本文将介绍针对驱动电机转子进行结构接触非线性分析，在保证结构强度满足设计要求的前提下，为下一步的转子结构形状优化提供数据支持。

内嵌式永磁电机采用电机转子片内嵌磁钢块且磁极表面对称分布的方式，不仅使电机反电动势波形得到优化，而且有效的抑制了电机齿槽力矩和负载力矩扰动。在电机高速运转时，电机转子结构主要承受离心力、电磁力和永磁体吸引力的作用，研究结果表明，离心力是影响电机转子结构强度的主要因素。本文在进行电机转子结构强度分析时，主要考虑电机转子在离心力作用下的结构强度。

电机转子片离心力使磁钢向外运动到与冲片紧密相连，除局部外，整体遵循离轴线越远，位移越大的规律，大的为0.0028mm。在磁钢与冲片相交的拐角处，出现了相对较大的局部应力，大的应力为64MPa，这个连接部位较窄，刚度较弱。另外，在转子冲片开孔的凸台处，显然存在应力集中。

通过以上的非线性分析，可以得到的结论为：

1)在1200rad/s的转速下，离心力引起的电机转子片变形和应力不会造成结构的破坏；

2)相邻磁钢连接处的部位为结构的脆弱部位，可考虑适当增大此处的宽度。

转子强度分析是进行优化设计的基础，在保证足够的强度下，才有进一步进行结构优化的空间。

本文形成的电机转子片的结构强度分析方法，能有效的指导电机转子的设计工作，并应用于后续的电机产品开发过程中。