变频供电下异步电机电磁振动的特性分析

发布时间：2017-09-30 11:10

  本文关键词：变频供电下异步电机电磁振动的特性分析

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【摘要】：电力电子技术和现代控制理论的发展使交流调速技术得到了迅速发展,变频调速因其优异的性能被广泛的应用于各个工业领域。但采用变频器供电后,电机绕组中输入的电流不再是标准的正弦波,而是含有一系列谐波。这些谐波的存在会使电机的气隙磁场变得更加复杂,对电机的电磁力产生影响,进而影响电机的振动。因此,本文主要研究变频器供电情况下电机的电磁振动,主要分为以下几个方面:首先,利用有限元法和近似解析计算相结合的方法对变频器供电情况下的电磁力进行分析。推导出变频供电情况下电磁力解析计算的表达式;搭建场路耦合时步有限元仿真模型,仿真分析了电机的电磁力。对比正弦供电和变频供电情况下电机电磁力的频谱,得出变频供电对电机电磁力分布的影响。然后,进行电机结构振动计算分析。对电机进行模态分析,得出电机的振型及固有频率,并通过模态实验验证仿真计算的准确性,为电机电磁振动计算和电机振动实验分析打下基础。以计算得到的电磁力作为载荷,施加在电机定子齿表面,计算得到不同供电条件下电机的变形及振动加速度。通过对仿真结果的分析,得出变频供电对电机振动规律的影响。最后,对样机进行振动实验。通过对电机不同运行状态下的振动加速度频谱的对比分析,识别出引起电机振动的激振力来源。将实验结果与仿真结果对比,验证电磁振动计算方法的准确性,并且对比分析了变频供电不同载波频率和控制策略对电机振动的影响。
【关键词】：三相异步电机 电磁力 电磁振动 模态分析
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM343
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 课题的国内外现状及分析10-14
• 1.2.1 电磁振动与噪声研究现状10-12
• 1.2.2 电机模态研究现状12-14
• 1.2.3 变频供电情况下电机振动研究现状14
• 1.3 本文主要研究内容14-16
• 第2章 变频供电情况下电磁激振力分析16-33
• 2.1 变频器供电谐波电流分析16-17
• 2.2 异步电机电磁力解析计算17-20
• 2.2.1 异步电机气隙磁场17-19
• 2.2.2 电磁激振力解析计算分析19-20
• 2.3 异步电机电磁力有限元仿真20-28
• 2.3.1 场路耦合时步有限元模型20-24
• 2.3.2 电磁激振力有限元仿真24-28
• 2.4 变频供电对异步电机电磁力的影响28-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第3章 变频供电下电机结构振动仿真分析33-47
• 3.1 电机模态分析33-41
• 3.1.1 模态分析理论基础34
• 3.1.2 电机三维有限元模态计算34-38
• 3.1.3 电机模态实验38-41
• 3.2 电机电磁振动仿真计算41-43
• 3.3 变频供电对电机电磁振动的影响43-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第4章 三相异步电机振动实验分析47-57
• 4.1 实验平台搭建47-48
• 4.2 激振力来源识别48-50
• 4.2.1 降压法48-49
• 4.2.2 突然断电法49-50
• 4.3 电机电磁振动仿真验证50-51
• 4.4 电机振动实验分析51-55
• 4.4.1 电机振动频谱分析51-52
• 4.4.2 载波频率对电机振动的影响52-55
• 4.4.3 不同控制策略对电机振动的影响55
• 4.5 本章小结55-57
• 第5章 结论57-58
• 参考文献58-61
• 在学研究成果61-62
• 致谢62

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本文编号：947852