永磁同步电主轴材料对噪声的影响

发布时间：2019-11-07 23:21

【摘要】：永磁同步电主轴具有功率密度高、效率高、运行可靠等优点,但是其振动与噪声问题对其综合性能产生一定的影响。因此,永磁同步电主轴的振动和噪声问题值得进行深入研究。电主轴不同材料的特性会对电磁力产生影响,从而产生电磁振动噪声。引起电主轴电磁振动噪声大小的主要因素有:其一,气隙磁场产生径向电磁力的时间谐波与空间谐波幅值;其二,径向电磁力及其谐波频率与电主轴定子系统的模态固有频率接近的程度。本文以一台4极18槽永磁同步电主轴为研究对象,依据电磁学理论,采用解析法、有限元法,进行了如下研究:利用有限元分析软件对电主轴定子系统的径向模态进行了有限元仿真,综合考虑定子等效铁心、等效绕组以及合理设置结合面接触的性质完成了建模。结果表明:绕组、机壳、端盖以及边界条件的加入会使电主轴定子振动幅值变小、径向模态固有频率升高。其次,利用有限元分析软件对永磁同步电主轴二维电磁场进行建模和求解,得到永磁同步电主轴气隙内的磁通密度、磁力线分布以及磁密云图。再通过麦克斯韦应力张量法算出作用在永磁同步电主轴定子内表面上的径向电磁力及转子表面的切向电磁力,并对其进行谐波分析和频谱分析,结果表明永磁同步电主轴定子内表面径向电磁力的低次谐波是引起其电磁振动噪声的主要原因。针对不同铁损值的定子硅钢片进行二维电磁场研究,发现不同的硅钢片铁损值对电磁转矩值,转矩脉动的影响规律。针对不同机壳材料对永磁同步电主轴模态的影响进行了分析,得到了电主轴机壳的主要材料属性—弹性模量和密度参数对电主轴固有频率的影响规律,通过改变材料属性来避免共振,从而减小振动噪声,然后分析了不同机壳材料对振动噪声的影响。为高性能、低振动噪声永磁同步电主轴的设计提供了参考依据。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH133

【参考文献】

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本文编号：2557527