横向磁通永磁电机的电磁噪声分析与计算

发布时间：2017-03-23 03:18

  本文关键词：横向磁通永磁电机的电磁噪声分析与计算，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电机噪声危害人类身心健康,缩短电机使用寿命,一些特殊使用场合更是对电机振动噪声有严苛的标准,振动噪声水平作为衡量电机性能的重要指标之一,正在受到越来越多的重视。最近几年,随着大功率电气传动技术的快速发展,人们迫切需求具有高转矩密度、适用于低速、大转矩直接驱动的电机,横向磁通永磁电机因满足这些要求成为研究热点。然而,该类电机在一些特性研究上尚存在不足,其中,关于噪声问题的研究工作尚未开展。电机噪声分为空气动力噪声、机械噪声以及电磁噪声三种类型。一般而言,电磁噪声是电机噪声的主要成分。本文主要从电机本体出发,研究电磁噪声的计算和分析方法。电机运行时,气隙磁场发生变化,进而产生交变的电磁力,电磁力引起电机各部件振动,电机振动噪声的大小由电磁力和电机的振动特性共同决定。因此,分析电磁力组成和电机的模态是研究电机电磁噪声的关键。横向磁通永磁电机的磁路在空间呈三维分布,二维磁场的分析方法不再适用,本文用Pro/Engineer软件建立了横向磁通永磁同步电机的三维模型,用Ansys Maxwell 2015有限元软件分析了电机的气隙磁场和电磁力组成,在Ansys Workbench平台计算了电机的模态,并将电磁力加载在电机定子系统,计算了电机的振动响应和电磁噪声。通过计算分析,找到了引起电磁噪声的来源,得到了该类电机的电磁振动特性,为有针对性的抑制该类电机噪声奠定了工作基础。该分析方案采用直接耦合,可降低电磁、结构和声场耦合计算的难度,提高计算的精确度,对工程应用有一定参考价值。
【关键词】：横向磁通永磁电机 电磁噪声 固有频率 振动响应
【学位授予单位】：渤海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM351
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-11
• 1 绪论11-18
• 1.1 课题研究背景及意义11
• 1.2 横向磁通永磁电机的研究现状11-14
• 1.3 电机电磁噪声的研究现状14-17
• 1.3.1 电机气隙磁场和电磁力研究现状15-16
• 1.3.2 电机模态研究现状16
• 1.3.3 电机电磁噪声抑制方法研究现状16-17
• 1.4 本文主要工作17-18
• 2 横向磁通永磁电机的结构和噪声18-25
• 2.1 横向磁通永磁电机的结构和工作原理18-23
• 2.1.1 电机定子结构19-20
• 2.1.2 电机转子结构20-21
• 2.1.3 电机整体结构21-22
• 2.1.4 电机工作原理22-23
• 2.2 横向磁通永磁电机的噪声23-24
• 2.3 横向磁通永磁电机的电磁噪声分析方案24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 横向磁通永磁电机的磁场和电磁力分析25-36
• 3.1 磁场计算的基本原理25-27
• 3.2 电机的磁场分析27-34
• 3.3 电机的电磁力分析34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 4 横向磁通永磁电机的模态分析36-48
• 4.1 模态分析的基本理论36-39
• 4.2 电机模态分析39-47
• 4.2.1 定子铁芯模态分析39-41
• 4.2.2 机座和前后端盖模态分析41-44
• 4.2.3 整机模态分析44-47
• 4.3 本章小结47-48
• 5 横向磁通永磁电机的振动响应和声场计算48-62
• 5.1 电机的振动响应分析48-57
• 5.1.1 谐响应通用方程48-49
• 5.1.2 谐响应的载荷描述和求解方法49-51
• 5.1.3 电机振动响应计算51-57
• 5.2 电磁噪声计算57-60
• 5.2.1 声波的描述及传播57-58
• 5.2.2 声场计算58-60
• 5.3 本章小结60-62
• 总结与展望62-64
• 参考文献64-68
• 发表论文情况68
• 参加的科研项目68-69
• 致谢69-70

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