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摘要
在超高速永磁电机运行时，电机中的永磁体会因难以承受巨大的离心力而破损。为了解决这一问题，基于1台超高速永磁电机，对电机转子的机械强度进行了仿真分析和实验研究。首先，基于1台超高速永磁电机，对其进行了应力有限元仿真，分析了护套厚度、过盈量、温度、旋转速度对转子应力的影响程度及其灵敏性；然后，基于上述分析结果获得了高机械强度转子的设计方案，并对不同运行工况下的超高速电机转子的应力进行了校核；最后，加工出了1台额定功率为7 kW、额定转速为150 000 r/min的超高速永磁电机，并对其进行了机械强度运行实验和空载特性测试。实验测试结果表明：永磁体应力在不同工况下均表现为压应力，其最大值为109 MPa,安全系数大于6,尚有较高的裕量；而护套应力的最大值为967 MPa,安全系数大于2,说明与永磁体相比，护套更易达到极限机械强度；同时，样机测试的空载反电势为362 V,与计算值的吻合度在98%以上，且该转子在超速运行数小时后，未见任何损坏。研究结果表明：所设计的电机转子具有高可靠性，可以满足电机超高速运行的需要。
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