【摘 要】
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This paper presents a detailed and comprehensive multiphysics design process of an 80 kW,60000 r/min high-speed permanent magnet machine (HSPMM) for a micro gas turbine application.First,the preliminary design of the HSPMM is carried out according to the
【机 构】
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Shanghai Advanced Research Institute,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 201210,China;School of Che
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This paper presents a detailed and comprehensive multiphysics design process of an 80 kW,60000 r/min high-speed permanent magnet machine (HSPMM) for a micro gas turbine application.First,the preliminary design of the HSPMM is carried out according to the mechanical and electromagnetic theory.Afterwards,the influence of carbon fiber sleeve (CFS) thickness,rotor diameter and core length on rotor stress and rotor dynamics is carefully analyzed to obtain the optimal range of rotor diameter and core length.On this basis,the electromagnetic and power loss characteristics are analyzed in detail to obtain the final design scheme.Fluid-solid coupling model is used to calculate the temperature field of the HSPMM to verify the rationality of the scheme.The rotor thermal stress analysis considering the multi-layer and multi-angle winding of CFS is carried out to obtain the rotor models suitable for prototype and mass production,respectively.Finally,the prototypes are manufactured and tested to verify the reliability of the multiphysics design process.
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