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非理想永磁同步电机的电磁振动分析

发布时间:2018-06-21 06:35

  本文选题:永磁同步电机 + 非理想 ; 参考:《哈尔滨工业大学》2017年硕士论文


【摘要】:永磁同步电机的振动及噪声是判断其性能优劣的重要参数,然而在实际生产中,由于制造工艺的限制,电机会存在转子偏心、定子冲片不对称、磁钢充磁后主极磁场不对称等不可避免的问题。这些非理想因素都会对电机的电磁振动造成影响。因此研究非理想永磁同步电机的电磁振动问题具有重要的现实意义。本文从以下几个方面进行了研究:首先,对永磁同步电机振动特性的理论基础进行了研究。分析永磁同步电机的气隙磁场分布情况,并使用麦克斯韦应力方程对空载和负载时的径向电磁力进行了解析计算,归纳其空间模数和时间次数。对单元刚度矩阵和单元质量矩阵进行了推导。为研究非理想永磁同步电机的电磁振动问题奠定基础。其次,对非理想永磁同步电机的径向电磁力进行了研究。仿真计算了转子偏心、定子齿宽不等、轭部厚度不等和磁钢充磁不均匀时电机受到的径向电磁力,对其进行谐波分析。探究以上非理想因素是否会对力波模数和时间次数造成影响并总结规律。再次,对非理想永磁同步电机的振动模态进行了研究。先将理想永磁同步电机的模态振型及固有频率进行有限元分析并作为参照,在此基础上研究转子偏心、定子齿宽不等和轭部厚度不同时永磁同步电机的结构模态,得到各阶模态振型及固有频率。最后,对非理想永磁同步电机的电磁振动进行了研究。在以上两方面研究的基础上,采用电磁-结构耦合场对非理想永磁同步电机的电磁振动进行谐响应分析,探究了振动位移的各次谐波的频率分布及幅值大小。
[Abstract]:The vibration and noise of permanent magnet synchronous motor (PMSM) are important parameters to judge the performance of PMSM. However, due to the limitation of manufacturing technology, the rotor eccentricity and the asymmetry of stator punches will exist in the PMSM. The asymmetry of the main pole magnetic field after magnetization of magnetic steel is inevitable. These non-ideal factors will affect the electromagnetic vibration of the motor. Therefore, it is of great practical significance to study the electromagnetic vibration of non-ideal permanent magnet synchronous motor (PMSM). In this paper, the following aspects are studied: firstly, the theoretical basis of the vibration characteristics of PMSM is studied. The distribution of air-gap magnetic field of permanent magnet synchronous motor is analyzed, and the radial electromagnetic force under no load and load is calculated analytically by Maxwell stress equation, and its spatial modulus and time times are summarized. The element stiffness matrix and element mass matrix are derived. It lays a foundation for the study of electromagnetic vibration of non-ideal permanent magnet synchronous motor (PMSM). Secondly, the radial electromagnetic force of non-ideal permanent magnet synchronous motor is studied. The radial electromagnetic force of the motor under the conditions of rotor eccentricity, stator tooth width, yoke thickness and magnetic steel magnetic inhomogeneity is simulated and calculated, and the harmonic analysis is carried out. To explore whether the above non-ideal factors will affect the modulus and time of force wave and summarize the rule. Thirdly, the vibration modes of non-ideal PMSM are studied. The modal mode and natural frequency of ideal permanent magnet synchronous motor (PMSM) are analyzed by finite element method (FEM), and then the structural modes of PMSM with rotor eccentricity, stator tooth width and yoke thickness are studied. The modes and natural frequencies of each order are obtained. Finally, the electromagnetic vibration of non-ideal permanent magnet synchronous motor is studied. On the basis of the above two aspects, the electromagnetic response of the non-ideal permanent magnet synchronous motor is analyzed by using the electromagnetic structure coupling field, and the frequency distribution and amplitude of each harmonic wave of the vibration displacement are discussed.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM341

【参考文献】

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本文编号:2047606

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