电动汽车驱动电机转子结构强度分析与优化

随着汽车技术的不断进步，节能、环保和安全性成为汽车行业发展的三大趋势。安徽皖南电机汽车的能耗与其自重密切相关，故而，为了降低不必要的能源消耗，必须在确保行车安全的前提下，尽量减轻汽车自身的重量。皖南电机对于电动汽车而言，电池、电机和车身结构件的重量占据了整车质量的大比重，因此，从这些部件入手减轻重量，对于实现电动汽车的轻量化效果尤为关键。

本文旨在探讨对电动汽车驱动电机转子进行结构接触的非线性分析，旨在确保结构强度符合设计要求的同时，为转子结构的形状优化提供数据参考。皖南电机价格表

仿真分析阐释

采用内嵌式永磁电机，其转子冲片内置磁钢块，且磁极表面分布对称，这不仅优化了电机的反电动势波形，还有效抑制了电机的齿槽力矩和负载力矩的扰动。在电机高速旋转时，转子结构主要承受离心力、电磁力和永磁体的吸引力。研究表明，离心力是影响转子结构强度的关键因素。本文在分析电机转子结构强度时，重点考虑了离心力作用下的结构强度。电机转子的几何模型如图1所示。

模型预处理

在SCDM软件中建立了转子冲片与磁钢的模型，转子外径为100mm，磁钢数量为12个。在转子冲片与磁钢之间建立了12对接触对，定义为摩擦接触，摩擦系数为0.15。进行网格划分，共计32万个节点和6.4万个单元。

求解设置及边界条件

在求解设置中，启用自动时间步长功能，将载荷步设置为1秒，初始子步设为50，*小子步数为10，*大子步数为100。

对转子内圈施加固定约束，对转子与磁钢两侧面施加无摩擦约束，整个模型施加角速度为1200rad/s。

计算过程及结果

5.1 计算过程

由于计算涉及接触非线性，因此需要迭代求解，计算过程曲线如图所示。

5.2 计算结果分析

转子*大应力为64MPa，出现在冲片中间较窄的位置，*大位移为0.0028mm，出现在转子接触位置的*外侧。

转子冲片与磁钢片的主要接触位置在冲片外侧和凸台处。这是由于磁钢在离心力作用下有向外移动的趋势。

离心力导致磁钢向外移动并与冲片紧密相连，整体上遵循离轴线越远，位移越大的规律，*大位移为0.0028mm。在磁钢与冲片相交的拐角处，出现了较大的局部应力，*大应力为64MPa，该连接部位较窄，刚度较弱。此外，在转子冲片开孔的凸台处，存在明显的应力集中。皖南电机价格表

结论

从图中可见，通过上述非线性分析，得出以下结论：

1) 在1200rad/s的转速下，离心力引起的转子变形和应力不会导致结构破坏；

2) 相邻磁钢连接处的部位是结构的薄弱环节，可考虑适当增加此处的宽度。皖南电机

转子强度分析是优化设计的基础，在确保足够的强度后，才能进行结构优化。本文提出的电机转子结构强度分析方法，能有效指导电机转子的设计，并应用于后续的电机产品开发过程中。通过实现仿真与设计的同步工程，使CAE在概念设计阶段介入，及早发现设计缺陷并及时进行结构改进，可以*大限度地降低设计问题，提高设计的可靠性和质量，缩短设计周期。