永磁辅助同步磁阻电机振动与噪声研究

发布时间：2017-05-26 07:03

  本文关键词：永磁辅助同步磁阻电机振动与噪声研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着永磁同步电机的应用越来越广泛,其存在的过压、退磁、高成本问题也越来越受到人们的重视。针对上述问题,本文研究了一种新型结构电机──永磁辅助同步磁阻电机。该电机永磁材料为铁氧体,主要利用磁阻转矩,性能与采用NdFeB材料的永磁电机相当,具有广泛的应用前景。而随着科学技术的进步、人们生活要求的提高,对电机振动噪声的要求更加严苛。而对于永磁辅助同步磁阻电机的振动噪声问题还没有人讨论,故本课题的研究具有很强的现实意义。本文首先调查了永磁辅助同步磁阻电机、电机的径向力波、电机模态分析和振动噪声分析的国内外研究现状,提出本文研究的目的及意义,并介绍了本文的主要的工作内容安排;然后针对永磁辅助同步磁阻电机转子磁路的特殊性,提出了磁钢放置方式不同的三种结构电机,分别分析了它们在空载工况和负载工况下的径向力波的空间波和时间波,研究其谐波含量和幅值,并与钕铁硼永磁同步电机进行了比较,证明了永磁辅助同步磁阻电机在径向力波上的优势;为了避免PMaSynRM的径向力波频率与电机的频率相近而出现共振现象,分析了永磁辅助同步磁阻电机的结构动态特性,先用解析方法计算电机的模态频率,然后与仿真结果对比,验证仿真结果的可靠性,讨论了改变电机固有频率的措施,并分析了定子加工工艺对固有频率的影响,主要研究定子叠压系数和组合式铁芯的影响;接着对三种结构永磁辅助同步磁阻电机的振动噪声特性进行了有限元仿真分析,分别分析其空载和负载工况下振动加速度和声压级,并与NdFeB电机进行对比分析,证明了永磁辅助同步磁阻电机在振动与噪声性能上的优势;最后针对一台1.5KW的PMaSynRM样机,先对其进行仿真分析,主要包括空载工况和负载工况时样机的径向力波分析、振动噪声仿真模型的模态分析、空载和负载时的振动噪声仿真,然后对其进行了实验研究,先对电机进行空载实验和负载实验,接着搭建平台进行模态实验,最后进行振动与噪声实验,并将实验结果与仿真结果进行对比分析,证明了仿真方法的正确性和分析结果的可靠性。
【关键词】：永磁辅助同步磁阻电机 径向电磁力波 模态分析 振动与噪声分析 实验研究
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM352
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题研究目的和意义8-9
• 1.2 永磁辅助同步磁阻电机研究状况9-10
• 1.3 电机电磁振动与噪声研究状况10-14
• 1.3.1 径向电磁力波研究状况10-12
• 1.3.2 模态分析研究状况12-13
• 1.3.3 电机振动噪声研究状况13-14
• 1.4 本文主要研究内容14-16
• 第2章 永磁辅助同步磁阻电机电磁力波分析16-41
• 2.1 永磁辅助同步磁阻电机电磁力波分析16-18
• 2.1.1 电磁力波的来源16-17
• 2.1.2 电磁力波的有限元分析方法17-18
• 2.2 正负凸极永磁辅助同步磁阻电机电磁力波比较分析18-31
• 2.2.1 空载电磁力波分析18-25
• 2.2.2 负载电磁力波分析25-31
• 2.3 不同永磁材料电机电磁力波分析31-40
• 2.3.1 空载电磁力波比较分析32-36
• 2.3.2 负载电磁力波比较分析36-40
• 2.4 本章小结40-41
• 第3章 永磁辅助同步磁阻电机模态分析41-57
• 3.1 模态分析的解析分析法41-43
• 3.2 电机模态分析的有限元分析法43-46
• 3.3 改善电机固有频率的措施46-50
• 3.3.1 不同材料对电机固有频率的影响46-48
• 3.3.2 机壳结构对电机固有频率的影响48-50
• 3.4 定子加工工艺对定子固有频率的影响50-56
• 3.4.1 不同叠压系数对定子固有频率的影响51-54
• 3.4.2 组合铁芯结构对定子固有频率的影响54-56
• 3.5 本章小结56-57
• 第4章 永磁辅助同步磁阻电机振动与噪声分析57-71
• 4.1 永磁辅助同步磁阻电机的电磁振动分析57-61
• 4.1.1 电磁振动理论57-58
• 4.1.2 永磁辅助同步磁阻电机电磁振动有限元分析58-61
• 4.2 永磁辅助同步磁阻电机的噪声分析61-64
• 4.2.1 噪声理论分析61-62
• 4.2.2 噪声有限元分析62-64
• 4.3 正负凸极永磁辅助同步磁阻电机的振动与噪声分析64-68
• 4.4 与钕铁硼电机的振动与噪声比较分析68-70
• 4.5 本章小结70-71
• 第5章 永磁辅助同步磁阻电机振动与噪声的实验研究71-88
• 5.1 永磁辅助同步磁阻电机的样机仿真分析71-76
• 5.1.1 样机径向力波分析71-74
• 5.1.2 样机模态分析74-75
• 5.1.3 样机振动与噪声分析75-76
• 5.2 永磁辅助同步磁阻电机性能实验分析76-78
• 5.3 永磁辅助同步磁阻电机模态实验分析78-82
• 5.4 永磁辅助同步磁阻电机振动与噪声实验分析82-87
• 5.5 本章小结87-88
• 第6章 全文总结与展望88-90
• 参考文献90-94
• 致谢94-95
• 附录95

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本文编号：396013