基于非晶合金材料的永磁电机振动噪声计算与分析

发布时间：2017-07-18 00:11

  本文关键词：基于非晶合金材料的永磁电机振动噪声计算与分析

  更多相关文章： 非晶合金电机 磁致伸缩 磁—机械耦合模型 有限元分析 振动噪声

【摘要】：非晶合金作为一种新型软磁材料，具有优异的电磁性能。将非晶合金材料应用于电机铁心来替代常规硅钢片材料，能够显著降低电机的铁耗、提高电机效率，节能效果显著。但是非晶合金带材对机械应力敏感、薄和脆等特点致使其噪声要大于常用的硅钢片电机。为研究非晶合金电机的振动噪声，本文研究了无取向硅钢片在加载激励下的磁致伸缩特性，建立了描述磁致伸缩与磁场关系的磁—机械耦合数学模型。据此对一台2.1kW伺服永磁电机和一台11kW异步起动永磁电机进行了振动噪声计算分析，验证了该模型的正确性。最后针对非晶合金电机的特殊性，考虑磁致伸缩和叠压影响，对一台2.1kW非晶合金电机振动和噪声进行了计算与验证。具体研究内容有： 首先，建立了考虑磁致伸缩的磁—机械耦合数学模型。基于线性压磁方程，给出了一般的标量磁致伸缩关系式，根据给出的一维磁致伸缩特性曲线，建立了考虑磁致伸缩的磁—机械耦合数学模型，通过间接耦合的方式可以计算磁致伸缩引起的电机定子系统的形变。 然后，测量了50DW270硅钢片的磁致伸缩曲线，利用上述数学模型分别对一台2.1kW硅钢片伺服电机和一台11kW硅钢片异步起动永磁电机的振动噪声进行了计算，得到了电机的磁场分布、形变和声场分布，，并将有限元计算结果与实际测量结果做了对比，通过对比计算结果和测量结果验证数学模型的有效性及计算方法的正确性。 最后，同时考虑磁致伸缩和叠压影响，根据上述模型对2.1kW非晶合金永磁电机进行了振动和噪声的数值分析。通过试验对比验证了该数值模型的正确性，并对非晶合金电机振动噪声影响因素进行了研究。发现磁致伸缩和叠压对非晶合金电机振动噪声影响较大，在计算非晶合金电机振动噪声时磁致伸缩和叠压影响不能被忽略。
【关键词】：非晶合金电机 磁致伸缩 磁—机械耦合模型 有限元分析 振动噪声
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM351
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题的研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 磁致伸缩测量研究现状10-11
• 1.2.2 磁致伸缩数学模型研究现状11
• 1.2.3 磁致伸缩对电气设备振动噪声研究现状11-13
• 1.3 本文的主要内容13-15
• 第2章 铁磁材料磁致伸缩特性与磁—机械耦合数学模型15-22
• 2.1 铁磁性材料的磁致伸缩特性15-17
• 2.2 磁—机械耦合数学模型的建立17-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 硅钢片永磁同步电机振动噪声仿真计算及验证22-41
• 3.1 磁致伸缩特性测量22-25
• 3.1.1 磁致伸缩测量设备及要求22-23
• 3.1.2 磁致伸缩测量数据及分析23-24
• 3.1.3 磁致伸缩测量数据的提取及处理24-25
• 3.2 硅钢片永磁电机振动噪声计算与分析25-37
• 3.2.1 永磁电机振动噪声计算方法的研究25-27
• 3.2.2 硅钢片永磁电机振动噪声计算27-37
• 3.3 硅钢片永磁电机振动噪声试验及验证37-40
• 3.3.1 2.1kW 硅钢片永磁电机振动试验及验证37-39
• 3.3.2 11kW 硅钢片永磁电机振动试验及验证39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 非晶合金电机振动噪声仿真计算及试验验证41-52
• 4.1 非晶合金电机振动噪声计算主要参数41-43
• 4.2 2.1kW 非晶合金永磁电机振动噪声的数值计算43-47
• 4.2.1 正弦波供电下 2.1kW 非晶合金永磁电机振动噪声计算43-45
• 4.2.2 变频器供电下 2.1kW 非晶合金永磁电机振动噪声计算45-47
• 4.2.3 不同影响因素对非晶合金电机振动的研究47
• 4.3 2.1kW 非晶合金永磁电机振动噪声的试验验证47-49
• 4.4 硅钢片电机与非晶合金电机的比较研究49-50
• 4.5 本章小结50-52
• 第5章 结论52-53
• 参考文献53-57
• 在学研究成果57-58
• 致谢58

【参考文献】

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本文编号：555205