高速永磁同步电机振动噪声计算与分析
发布时间：2021-03-04 00:21
近些年,随着机械制造业的飞速发展,永磁同步电机已经应用于各领域中。高速永磁同步电机与传统电机相比,优势突出,但振动噪声问题却阻碍了其在某些领域的应用。因此,对电机的降噪已经成为电机领域研究的热点,低噪声电机在市场的竞争力也越来越有优势。高速永磁同步电机产生振动噪声的途径主要有三种:电磁力作用、机械振动和空气振动,但电磁噪声因其较为复杂已经成为国内外学者研究的重点。高速永磁同步电机电磁振动噪声问题比较突出,其原因有二:第一,气隙磁场产生的径向电磁力谐波比较复杂;第二,当电机的各阶固有频率与时间频率接近或相等时就会导致结构共振现象,即使很小的频率也会引起巨大噪声。本文以一台15kW、30000r/min、4极18槽高速永磁同步电机为研究对象,结合电磁力学、结构动力学以及声学理论基础,采用解析法和有限元法进行了如下研究:首先对高速永磁同步电机的电磁力波进行了研究。利用解析计算的方法对电机定子齿内表面所受电磁力的阶数和频率进行基础理论分析,并通过二维场有限元仿真对解析计算进行验证,从而确定电机所受电磁力谐波次数和频率。其次对高速永磁同步电机进行结构模态分析。利用有限元法和机械阻抗理论法对电机定...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
结构与电磁优化参数
沈阳工业大学硕士学位论文a）定子结构参数示意图b）电机电磁参数示意图图1.1结构与电磁优化参数Fig.1.1TheoptimizationparametersofstructureandelectromagnetHiroshiMurakami,HisakazuKataoka,YukioHonda等学者通过加大永磁同步电机定子齿厚度来降低径向电磁力，从而使电磁振动噪声大幅降低，其定子结构如图1.2所示。对改进后的样机进行有限元仿真分析发现径向电磁力将减少20个百分点，与此同时电磁转矩也会下降，因此，要根据工程需要进行合理取舍[24]。图1.2定子齿结构Fig.1.2Thestructureofthetooth李岩,李双鹏,周吉威等学者提出可以通过改变定子齿削角的方法进一步降低电磁噪声，对定子齿削角后的气隙长度如图1.3所示，通过比较不同的削角方式发现，在定子半齿的四分之一处进行削角、削角角度为9度时，电机的振动噪声达到最小值且此时电气性能符合其设计要求[25]。图1.3定子齿削角下气隙长度的分布Fig.1.3TheAirgaplengthdistributionunderconditionofstatortoothchamfering1.2.2高速永磁同步电机结构模态的研究现状由于永磁同步电机的特殊结构，通常定子系统的固有模态频率比转子系统高出很多并且转子系统的振动对电机影响不会很大，因此，近些年国内外学者对电机定子系统的模态固有频率的研究更加深入[26]。4
沈阳工业大学硕士学位论文a）定子结构参数示意图b）电机电磁参数示意图图1.1结构与电磁优化参数Fig.1.1TheoptimizationparametersofstructureandelectromagnetHiroshiMurakami,HisakazuKataoka,YukioHonda等学者通过加大永磁同步电机定子齿厚度来降低径向电磁力，从而使电磁振动噪声大幅降低，其定子结构如图1.2所示。对改进后的样机进行有限元仿真分析发现径向电磁力将减少20个百分点，与此同时电磁转矩也会下降，因此，要根据工程需要进行合理取舍[24]。图1.2定子齿结构Fig.1.2Thestructureofthetooth李岩,李双鹏,周吉威等学者提出可以通过改变定子齿削角的方法进一步降低电磁噪声，对定子齿削角后的气隙长度如图1.3所示，通过比较不同的削角方式发现，在定子半齿的四分之一处进行削角、削角角度为9度时，电机的振动噪声达到最小值且此时电气性能符合其设计要求[25]。图1.3定子齿削角下气隙长度的分布Fig.1.3TheAirgaplengthdistributionunderconditionofstatortoothchamfering1.2.2高速永磁同步电机结构模态的研究现状由于永磁同步电机的特殊结构，通常定子系统的固有模态频率比转子系统高出很多并且转子系统的振动对电机影响不会很大，因此，近些年国内外学者对电机定子系统的模态固有频率的研究更加深入[26]。4
本文编号：3062215
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
结构与电磁优化参数
沈阳工业大学硕士学位论文a）定子结构参数示意图b）电机电磁参数示意图图1.1结构与电磁优化参数Fig.1.1TheoptimizationparametersofstructureandelectromagnetHiroshiMurakami,HisakazuKataoka,YukioHonda等学者通过加大永磁同步电机定子齿厚度来降低径向电磁力，从而使电磁振动噪声大幅降低，其定子结构如图1.2所示。对改进后的样机进行有限元仿真分析发现径向电磁力将减少20个百分点，与此同时电磁转矩也会下降，因此，要根据工程需要进行合理取舍[24]。图1.2定子齿结构Fig.1.2Thestructureofthetooth李岩,李双鹏,周吉威等学者提出可以通过改变定子齿削角的方法进一步降低电磁噪声，对定子齿削角后的气隙长度如图1.3所示，通过比较不同的削角方式发现，在定子半齿的四分之一处进行削角、削角角度为9度时，电机的振动噪声达到最小值且此时电气性能符合其设计要求[25]。图1.3定子齿削角下气隙长度的分布Fig.1.3TheAirgaplengthdistributionunderconditionofstatortoothchamfering1.2.2高速永磁同步电机结构模态的研究现状由于永磁同步电机的特殊结构，通常定子系统的固有模态频率比转子系统高出很多并且转子系统的振动对电机影响不会很大，因此，近些年国内外学者对电机定子系统的模态固有频率的研究更加深入[26]。4
沈阳工业大学硕士学位论文a）定子结构参数示意图b）电机电磁参数示意图图1.1结构与电磁优化参数Fig.1.1TheoptimizationparametersofstructureandelectromagnetHiroshiMurakami,HisakazuKataoka,YukioHonda等学者通过加大永磁同步电机定子齿厚度来降低径向电磁力，从而使电磁振动噪声大幅降低，其定子结构如图1.2所示。对改进后的样机进行有限元仿真分析发现径向电磁力将减少20个百分点，与此同时电磁转矩也会下降，因此，要根据工程需要进行合理取舍[24]。图1.2定子齿结构Fig.1.2Thestructureofthetooth李岩,李双鹏,周吉威等学者提出可以通过改变定子齿削角的方法进一步降低电磁噪声，对定子齿削角后的气隙长度如图1.3所示，通过比较不同的削角方式发现，在定子半齿的四分之一处进行削角、削角角度为9度时，电机的振动噪声达到最小值且此时电气性能符合其设计要求[25]。图1.3定子齿削角下气隙长度的分布Fig.1.3TheAirgaplengthdistributionunderconditionofstatortoothchamfering1.2.2高速永磁同步电机结构模态的研究现状由于永磁同步电机的特殊结构，通常定子系统的固有模态频率比转子系统高出很多并且转子系统的振动对电机影响不会很大，因此，近些年国内外学者对电机定子系统的模态固有频率的研究更加深入[26]。4
本文编号：3062215
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3062215.html
