小家电用高速开关磁阻电机振动和噪声抑制研究

发布时间：2020-04-19 13:31

【摘要】：开关磁阻电机(Switched reluctance motor,简称SRM)作为一种新型电机以构造坚固、结构简单、生产成本低、起动转矩大和控制方式灵活等众多优点在近30年中受到了国内外专家学者的广泛关注和研究,如今SRM被应用于电动车驱动系统、家用电器、工业制造、高速传动等众多领域。由于SRM是双凸级结构,并采用高频开关性的功率驱动电路,使得噪声和振动成为其最为突出的问题,严重限制了SRM的应用范围,所以如何抑制噪声和振动是SRM设计时需要解决的首要问题。而在关于SRM振动研究的相关参考文献中基本都是基于大功率大型电机的背景下,对于小家电用的高速SRM振动与噪声研究内容甚少。本文正是以小家电用高速SRM的减振和降噪为研究背景。设计一台适用于小家电用的SRM,并在充分发挥SRM其特点的基础上,对SRM的设计参数进行优化,以达到减小振动和降低噪声的目的。首先,本文对SRM进行简要介绍,分析了SRM国内外研究现状,以及在小家电领域中的应用。其次,对SRM的工作原理和其基础理论进行阐述,分析理想线性模型下的电感、磁链与电流波形。接着,依照设计的要求,参考以往设计类似电机的经验,确定了SRM的基本设计流程,并对整个设计过程进行了详细说明,获得了SRM样机的初始尺寸参数。然后,利用有限元Maxwell仿真软件对SRM本体进行建模与仿真,构建随电流大小与转子角位置变化的电感、磁链、径向力曲线,修改SRM中的气隙、定子轭厚与定转子极弧等参数,发现其对振动和噪声影响的规律,寻找最优的设计参数,以此决定样机的最终要求参数;其次,以有限元仿真得出的电感、磁链、径向力曲线为基础在Matlab/Simulink中建立非线性的样机仿真模型,搭建了其调速系统仿真模型,同时利用机械阻抗法对其振动加速度进行仿真分析,验证了开关磁阻样机可在课题要求内达到降噪和减振的目的。最后利用试验样机对本文所达到的改进目标进一步的验证。
【图文】：

SRM结构

等效电路图,特性机,定子振动,定子磁轭

(d)对应的等效电路图4.1 SRM 定子振动特性机电类比分析ig.4.1 SRM stator vibration characteristics electromechanicalanalogy analysi (a)中的 P0为作用在定子铁心内表面上单位面积力的幅值，P0p2 Rlpnia ，Ri为定子磁轭的内半径；la为定子铁心叠片长度，则由机电总机械阻抗为：()]1()[()121212ZrrjmmKKmmm 的振动速度为：
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM352

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