深度解析 | 齿轭过盈配合对拼接电机性能有何影响

发布日期：2025-02-06 浏览次数：2348

作为电机定转子的主要组成材料，硅钢片在磁性能上对电机整机的动力性和可靠性有重要影响。永磁电机工作时常常会处于多种应力的同时作用，这些应力包括整机装配过程中电机机壳与定子过盈配合产生的压应力，以及转子旋转过程中磁钢对其产生的电磁作用力等。近年来，为了追求更高的功率密度，部分学者提出将单一方向上电磁性能更优的取向硅钢应用于电机定子齿部，并与无取向硅钢定子轭部进行拼接的方案。这种拼接的电机相较普通电机的输出转矩有所提升，并有着更低的铁损。拼接电机通常采用过盈配合的方式将定子齿部与轭部固定在一起，此时定子轭部会同时受到来自电机机壳过盈配合带来的压应力与齿部过盈配合带来的压应力。这些应力通过改变硅钢片的微观结构，进而改变其电磁性能。为了探究压应力对定子硅钢材料性能的影响，沈阳工业大学徐士博等研究人员深入分析了拼接电机中齿轭部分采用过盈配合方式对硅钢片产生的应力及其对电机性能的影响，通过有限元仿真分析和实验验证的方法，对比了过盈配合与间隙配合两种不同的齿轭拼接方式对电机性能的具体影响，旨在揭示压应力如何改变硅钢片的微观结构和电磁性能，以及这些变化如何影响电机的电磁性能和效率，为电机材料的选择和结构设计提供了科学依据。首先对某种牌号的硅钢片进行了不同压应力下的电磁性能测试。测试结果表明，由于受压应力的影响，硅钢在不同磁场强度下的磁通密度均有所降低，且随着压应力的增大，磁通密度降低程度增加。同时，压应力会使硅钢电磁性能恶化，且恶化程度随着压应力的增大而增大。

为了深入探究齿部与轭部之间的过盈力对电机性能所带来的影响，研究人员设计了一款新能源车用驱动电机，此电机的定子采用无取向硅钢轭部、配合取向硅钢齿部的拼接设计。通过Maxwell软件对两种电机方案的效率进行仿真分析，得到它们在全运行工况下的效率Map对比图。仿真结果表明，在同一工况点，方案A（齿轭采用间隙配合）的效率高于方案B（齿轭采用过盈配合），且方案A的高效区占比更大。

通过对两个定子铁心实物的测试，其中一个铁心采用了齿轭过盈配合，另一个铁心采用了齿轭间隙配合，二者除拼接配合方式外，其余均保持一致。测试结果表明，在加工成电机定子后，两种齿轭配合方式在较低磁场强度下，磁通密度差距明显，同场强下过盈配合的铁心相较间隙配合铁心磁通密度最高降低8%，且在磁场强度超过200A/m后，两者的B-H性能趋近一致。通过样件实验测试、有限元仿真以及定子实物电磁性能实验的方法，研究验证了硅钢在不同大小压应力下的电磁性能变化规律。研究结果表明，在相同的外部条件下，硅钢的电磁性能会随着所受切向压应力的增大而不断恶化。过盈配合的应力会使拼接电机定子的整体电磁性能恶化，铁损值增加。在不考虑拼接定子结构强度的条件下，齿轭间隙配合定子相较齿轭过盈配合定子有着更好的电磁性能表现，齿轭拼接电机采用间隙配合方案整机效率更高。综上所述，齿轭过盈配合对拼接电机性能有显著影响，研究结果对于电机设计和材料选择具有重要的参考价值。

特别提示：本信息由相关企业自行提供，真实性未证实，仅供参考。请谨慎采用，风险自负。

[ 市场动态搜索 ] [ ] [ 告诉好友 ] [ 打印本文 ] [ 关闭窗口 ]

相关市场动态

推荐市场动态