立式加工中心永磁同步电主轴振动与噪声特性研究
发布时间：2021-12-02 06:10
永磁同步电主轴是数控加工机床的关键件,在产品的制造加工中起着举足轻重的作用。电主轴结构紧凑、调速范围较宽、惯性小、动态性能较好的优点使其受到广泛重视,但在工作时产生的振动噪声会直接影响它的综合性能。电主轴电磁振动噪声的来源有两个:其一,气隙磁场所引起的径向电磁力;其二,当径向电磁力的频率接近电主轴各部件的固有频率时所产生的共振。本文用一台4极18槽的永磁同步电主轴为研究对象,用有限元法来分析和研究电主轴振动和噪声特性。首先,本文利用Ansoft软件建立永磁同步电主轴相应的二维模型,并对电主轴气隙磁场做有限元仿真计算,得出随时间和位置变化的径向和切向磁通密度曲线,随时间变化的电磁力密度波形图,然后进行谐波分析计算。把径向电磁力导入Matlab中得到频谱分析图,经过分析得到径向电磁力是造成电主轴电磁噪声的主要激振力源的结论,针对气隙磁场和电磁力的分析计算为后文研究电主轴的振动和噪声提供了必要的理论基础。其次,本文对同步电主轴建立主要部件的三维模型,并对主要件进行模态分析,得到定子铁心、转子铁心及电主轴整机的振型和固有频率。将电主轴定子所受径向电磁力的频率与各主要件的固有频率进行对比,验证了...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
永磁同步电主轴二维仿真模型
再对齿尖部分做较为细致的网格划分。定子齿的齿尖分离及网格细化如图3.1 所示，电主轴的二维模型如图 3.2 所示。参数 数值 参数 数值额定转矩 8.91N.m 定子外径 125mm额定功率 28k W 定子内径 66mm额定转速 30000r/min 转子外径 60mm相数 3 转子内径 40mm绕组形式 串联 轴向长度 130mm沈阳工业大学硕士学位论文
Fig. 3.7 Radial flux density varies with position图 3.8 随位置变化的切向磁密曲线Fig. 3.8 Tangential flux density varies with position在进行 Ansoft 分析后，将提取到的随位置变化的径向和切向密度值导入 Matlab 数值分析软件，其径向和切向磁通密度谐波图运用快速傅里叶变换法求得，如下图 3.9所示，对图示的谐波幅值进行分析，图中的径向气隙磁通密度幅值远大于其切向幅值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于汽车驱动的永磁同步电机气隙磁密波形质量仿真优化[J]. 张霄霆,张炳义. 电工技术. 2017(11)
[2]电动摩托车用轮毂电机噪声分析与抑制技术的研究[J]. 张力伟,王仲太,刘治敏. 小型内燃机与车辆技术. 2017(05)
[3]异步电机电磁噪声的槽配合方案优化[J]. 禹利华,易灵芝,崔伟. 计算技术与自动化. 2017(03)
[4]车用异步电机的电磁噪声分析与抑制[J]. 郑江,代颖,石坚. 电机与控制应用. 2017(06)
[5]车用永磁同步电机的电磁噪声特性[J]. 郑江,代颖,石坚. 电工技术学报. 2016(S1)
[6]电动汽车用永磁同步电机定子结构固有频率分析[J]. 李晓华,黄苏融,张琪. 中国电机工程学报. 2017(08)
[7]永磁同步电机振动特性模态研究[J]. 黄克峰,徐晔,王金全. 电机与控制应用. 2016(03)
[8]风机用永磁同步电动机振动和噪声的分析[J]. 杨国龙,黄开胜,肖庆优,赖文海,蔡黎明,郑景东. 微特电机. 2015(08)
[9]基于ANSYS的车用交流发电机定子建模方法分析[J]. 张艺华,闫兵,张胜杰,唐琴,吴磊平. 噪声与振动控制. 2015(04)
[10]永磁体不同削角的无刷直流电动机分析与试验[J]. 陈治宇,黄开胜,田燕飞,陈风凯,何建源. 微特电机. 2014(01)
博士论文
[1]永磁同步电机电磁振动分析[D]. 杨浩东.浙江大学 2011
[2]表面式永磁电机电磁激振力波及其抑制措施研究[D]. 张冉.山东大学 2011
[3]多极少槽盘式永磁同步电动机电磁噪声的计算与抑制[D]. 王巍.沈阳工业大学 2010
[4]电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究[D]. 代颖.哈尔滨工业大学 2007
[5]永磁同步电动机振动与噪声特性研究[D]. 于慎波.沈阳工业大学 2006
硕士论文
[1]风机用外转子永磁同步电动机的优化与分析[D]. 陈贤阳.广东工业大学 2015
[2]压缩机用永磁电机效率和噪声的研究[D]. 杨国庆.哈尔滨工业大学 2015
[3]开关磁阻电机低脉动和降噪技术研究[D]. 颜晓鹏.华南理工大学 2015
[4]谐波电流对永磁电机振动噪声影响研究[D]. 周吉威.沈阳工业大学 2015
[5]汽车发电机噪声测试分析和降噪方法研究[D]. 王朝建.辽宁工业大学 2014
[6]小功率永磁同步电动机振动噪声的计算与分析[D]. 张增杰.沈阳工业大学 2013
[7]低速大扭矩永磁同步轮毂电机电磁振动和电磁噪声的研究[D]. 赵东生.哈尔滨工业大学 2011
[8]永磁无刷直流电机噪声分析及降噪设计方法的研究[D]. 曾庆初.哈尔滨工业大学 2009
[9]电梯用永磁同步电机的设计[D]. 罗锋.湖南大学 2008
本文编号：3527890
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
永磁同步电主轴二维仿真模型
再对齿尖部分做较为细致的网格划分。定子齿的齿尖分离及网格细化如图3.1 所示，电主轴的二维模型如图 3.2 所示。参数 数值 参数 数值额定转矩 8.91N.m 定子外径 125mm额定功率 28k W 定子内径 66mm额定转速 30000r/min 转子外径 60mm相数 3 转子内径 40mm绕组形式 串联 轴向长度 130mm沈阳工业大学硕士学位论文
Fig. 3.7 Radial flux density varies with position图 3.8 随位置变化的切向磁密曲线Fig. 3.8 Tangential flux density varies with position在进行 Ansoft 分析后，将提取到的随位置变化的径向和切向密度值导入 Matlab 数值分析软件，其径向和切向磁通密度谐波图运用快速傅里叶变换法求得，如下图 3.9所示，对图示的谐波幅值进行分析，图中的径向气隙磁通密度幅值远大于其切向幅值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]用于汽车驱动的永磁同步电机气隙磁密波形质量仿真优化[J]. 张霄霆,张炳义. 电工技术. 2017(11)
[2]电动摩托车用轮毂电机噪声分析与抑制技术的研究[J]. 张力伟,王仲太,刘治敏. 小型内燃机与车辆技术. 2017(05)
[3]异步电机电磁噪声的槽配合方案优化[J]. 禹利华,易灵芝,崔伟. 计算技术与自动化. 2017(03)
[4]车用异步电机的电磁噪声分析与抑制[J]. 郑江,代颖,石坚. 电机与控制应用. 2017(06)
[5]车用永磁同步电机的电磁噪声特性[J]. 郑江,代颖,石坚. 电工技术学报. 2016(S1)
[6]电动汽车用永磁同步电机定子结构固有频率分析[J]. 李晓华,黄苏融,张琪. 中国电机工程学报. 2017(08)
[7]永磁同步电机振动特性模态研究[J]. 黄克峰,徐晔,王金全. 电机与控制应用. 2016(03)
[8]风机用永磁同步电动机振动和噪声的分析[J]. 杨国龙,黄开胜,肖庆优,赖文海,蔡黎明,郑景东. 微特电机. 2015(08)
[9]基于ANSYS的车用交流发电机定子建模方法分析[J]. 张艺华,闫兵,张胜杰,唐琴,吴磊平. 噪声与振动控制. 2015(04)
[10]永磁体不同削角的无刷直流电动机分析与试验[J]. 陈治宇,黄开胜,田燕飞,陈风凯,何建源. 微特电机. 2014(01)
博士论文
[1]永磁同步电机电磁振动分析[D]. 杨浩东.浙江大学 2011
[2]表面式永磁电机电磁激振力波及其抑制措施研究[D]. 张冉.山东大学 2011
[3]多极少槽盘式永磁同步电动机电磁噪声的计算与抑制[D]. 王巍.沈阳工业大学 2010
[4]电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究[D]. 代颖.哈尔滨工业大学 2007
[5]永磁同步电动机振动与噪声特性研究[D]. 于慎波.沈阳工业大学 2006
硕士论文
[1]风机用外转子永磁同步电动机的优化与分析[D]. 陈贤阳.广东工业大学 2015
[2]压缩机用永磁电机效率和噪声的研究[D]. 杨国庆.哈尔滨工业大学 2015
[3]开关磁阻电机低脉动和降噪技术研究[D]. 颜晓鹏.华南理工大学 2015
[4]谐波电流对永磁电机振动噪声影响研究[D]. 周吉威.沈阳工业大学 2015
[5]汽车发电机噪声测试分析和降噪方法研究[D]. 王朝建.辽宁工业大学 2014
[6]小功率永磁同步电动机振动噪声的计算与分析[D]. 张增杰.沈阳工业大学 2013
[7]低速大扭矩永磁同步轮毂电机电磁振动和电磁噪声的研究[D]. 赵东生.哈尔滨工业大学 2011
[8]永磁无刷直流电机噪声分析及降噪设计方法的研究[D]. 曾庆初.哈尔滨工业大学 2009
[9]电梯用永磁同步电机的设计[D]. 罗锋.湖南大学 2008
本文编号：3527890
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3527890.html
