Etude iwwer Afloss vun Stator Elektromagnetesch Kraaft
Den elektromagnetesche Kaméidi vum Stator am Motor gëtt haaptsächlech vun zwee Faktoren beaflosst, déi elektromagnetesch Excitatiounskraaft an déi strukturell Äntwert an akustesch Stralung, déi duerch déi entspriechend Excitatiounskraaft verursaacht gëtt.Eng Iwwerpréiwung vun der Fuerschung.
Professer ZQZhu vun der University of Sheffield, UK, etc., huet d'analytesch Method benotzt fir d'elektromagnetesch Kraaft a Kaméidi vum permanente Magnéitmotor Stator ze studéieren, d'theoretesch Studie vun der elektromagnéitescher Kraaft vum permanente Magnéit brushless Motor, an d'Vibration vum permanente Magnéitmotor. Magnéit brushless DC Motor mat 10 Pole an 9 Plaze.De Kaméidi gëtt studéiert, d'Relatioun tëscht der elektromagnetescher Kraaft an der Statorzännbreet gëtt theoretesch studéiert, an d'Relatioun tëscht dem Dréimomentripple an den Optimiséierungsresultater vu Schwéngungen a Kaméidi gëtt analyséiert.Professer Tang Renyuan a Song Zhihuan vun der Shenyang University of Technology hunn eng komplett analytesch Method zur Verfügung gestallt fir d'elektromagnetesch Kraaft a seng Harmonie am permanente Magnéitmotor ze studéieren, wat theoretesch Ënnerstëtzung fir weider Fuerschung iwwer d'Geräischtheorie vum permanente Magnéitmotor geliwwert huet.D'elektromagnetesch Schwéngungsgeräischerquell gëtt ronderëm de Permanent Magnéit Synchronmotor analyséiert, ugedriwwen duerch d'Sinuswelle an de Frequenzkonverter, d'charakteristesch Frequenz vum Loftspaltmagnetesche Feld, déi normal elektromagnéitesch Kraaft an de Schwéngungsgeräischer gëtt studéiert, an de Grond fir den Dréimoment Ripple gëtt analyséiert.D'Dréimomentpulsatioun gouf simuléiert a verifizéiert experimentell mam Element, an d'Dréimomentpulsatioun ënner verschiddene Schlitz-Pole-Fit-Konditiounen, souwéi d'Effekter vun der Loftspaltlängt, Polbogenkoeffizient, geschniddene Wénkel a Schlitzbreet op der Dréimomentpulsatioun goufen analyséiert. .Den elektromagnetesche Radialkraaft a Tangential Kraaftmodell, an déi entspriechend modal Simulatioun gëtt duerchgefouert, d'elektromagnetesch Kraaft a Schwéngungsgeräischerreaktioun ginn am Frequenzberäich analyséiert an den akustesche Stralungsmodell analyséiert, an déi entspriechend Simulatioun an experimentell Fuerschung ginn duerchgefouert.Et gëtt drop higewisen datt d'Haaptmodi vum permanente Magnéitmotorstator an der Figur gewise ginn.
D'Haaptrei Modus vun permanent Magnéit Motor
Motor Kierper Struktur Optimiséierung TechnologieDen Haaptmagnetesche Flux am Motor trëtt wesentlech radial an d'Loftspalt, a generéiert radial Kräften op den Stator an de Rotor, verursaacht elektromagnéitesch Schwéngung a Kaméidi.Zur selwechter Zäit generéiert et tangential Moment an axial Kraaft, verursaacht tangential Schwéngung an axial Schwéngung.A ville Geleeënheeten, sou wéi asymmetresch Motoren oder Single-Phas Motoren, ass déi generéiert tangentiell Schwéngung ganz grouss, an et ass einfach Resonanz vu Komponenten, déi mam Motor verbonne sinn, ze verursaachen, wat zu engem ausgestrahlte Kaméidi resultéiert.Fir elektromagnetesch Geräischer ze berechnen, an dës Geräischer ze analyséieren an ze kontrolléieren, ass et néideg hir Quell ze kennen, dat ass d'Kraaftwelle déi Schwéngung a Kaméidi generéiert.Aus dësem Grond gëtt d'Analyse vun elektromagnetesche Kraaftwellen duerch d'Analyse vum Loftspaltmagnetesche Feld duerchgefouert.Unzehuelen datt d'magnetesch Flux Dicht Welle produzéiert vum Stator ass , an d'magnetesch Flux Dicht Welleproduzéiert vum Rotor ass, da kann hir komposit magnetesch Flux Dicht Welle an der Loft Spalt wéi follegt ausgedréckt ginn:
Faktore wéi Stator an Rotor Slotting, Wicklungsverdeelung, Input aktuell Welleform Verzerrung, Loftspaltpermeanzschwankungen, Rotorexzentrizitéit, an déiselwecht Ongläichgewiicht kënnen all zu enger mechanescher Deformatioun an dann zu Schwéngung féieren.D'Raumharmonie, d'Zäitharmonien, d'Slotharmonien, d'Exzentrizitéitsharmonien a d'magnetesch Sättigung vun der magnetomotive Kraaft generéieren all méi héich Harmonie vu Kraaft an Dréimoment.Besonnesch déi radial Kraaftwelle am AC Motor, et wäert op den Stator an den Rotor vum Motor gläichzäiteg handelen a magnetesch Circuit Verzerrung produzéieren.D'Stator-Frame a Rotor-gehäuse Struktur ass d'Haaptstralung Quell vun Motor Kaméidi.Wann d'Radialkraaft no bei oder gläich ass mat der natierlecher Frequenz vum Stator-Basis-System, wäert d'Resonanz optrieden, wat d'Verformung vum Motorstatorsystem verursaacht an d'Schwéngung an d'akustesch Geräischer generéiert.Am meeschte Fäll,de magnetostrictive Kaméidi verursaacht duerch déi niddreg Frequenz 2f, héich-Uerdnung radial Kraaft ass negligible (f ass d'fundamental Frequenz vum Motor, p ass d'Zuel vun de Motor Pole Puer).Wéi och ëmmer, déi radial Kraaft, déi duerch Magnetostriktioun induzéiert gëtt, kann ongeféier 50% vun der Radialkraaft erreechen, déi duerch d'Loftspalt-Magnéitfeld induzéiert gëtt.Fir e Motor vun engem inverter ugedriwwen, wéinst der Existenz vun héich-Uerdnung Zäit Harmonics am Stroum vu senge Stator windings, wäert der Zäit Harmonics zousätzlech pulsating Dréimoment generéieren, déi normalerweis méi grouss ass wéi de pulsating Dréimoment vun der Weltraum harmonics generéiert.grouss.Zousätzlech gëtt d'Spannungsripple generéiert vun der Gläichrichter-Eenheet och un den Inverter duerch den Zwëschkrees iwwerdroen, wat zu enger anerer Aart vu pulséierend Dréimoment resultéiert.Wat den elektromagnéitesche Kaméidi vum permanente Magnéit Synchronmotor ugeet, sinn d'Maxwell Kraaft a magnetostriktive Kraaft d'Haaptfaktoren déi Motorvibrationen a Kaméidi verursaachen.
Motor Stator Schwéngung CharakteristikenDen elektromagnéitesche Kaméidi vum Motor ass net nëmme mat der Frequenz, der Uerdnung an der Amplitude vun der elektromagnéitescher Kraaftwelle, déi vum Loftspaltmagnéitfeld generéiert gëtt, verbonnen, awer och mam natierleche Modus vun der Motorstruktur.Elektromagnetesche Geräischer gëtt haaptsächlech vun der Schwéngung vum Motorstator a vum Gehäuse generéiert.Dofir, virauszesoen déi natierlech Frequenz vum Stator duerch theoretesch Formelen oder Simulatioune am Viraus, an d'elektromagnetesch Kraaftfrequenz an d'natierlech Frequenz vum Stator staggeréieren, ass en effektiv Mëttel fir elektromagnetesch Geräischer ze reduzéieren.Wann d'Frequenz vun der Radialkraaftwelle vum Motor gläich oder no bei der natierlecher Frequenz vun enger bestëmmter Uerdnung vum Stator ass, gëtt d'Resonanz verursaacht.Zu dëser Zäit, och wann d'Amplitude vun der Radialkraaftwelle net grouss ass, wäert et eng grouss Schwéngung vum Stator verursaachen, an doduerch e groussen elektromagnetesche Kaméidi generéieren.Fir Motorrauschen ass dat Wichtegst d'Naturmodi mat radialer Schwéngung als Haapt ze studéieren, d'axial Uerdnung ass null, an d'raimlech Modusform ass ënner der sechster Uerdnung, wéi an der Figur gewisen.
Stator Schwéngung Form
Wann Dir d'Vibratiounseigenschaften vum Motor analyséiert, wéinst dem limitéierten Afloss vun der Dämpfung op d'Modusform an d'Frequenz vum Motorstator, kann et ignoréiert ginn.Strukturell Dämpfung ass d'Reduktioun vu Schwéngungsniveauen no bei der Resonanzfrequenz andeems en héije Energievergëftungsmechanismus applizéiert gëtt, wéi gewisen, a gëtt nëmme bei oder no bei der Resonanzfrequenz ugesinn.
Dämpfungseffekt
Nodeems d'Wicklungen op den Stator bäigefüügt ginn, gëtt d'Uewerfläch vun de Wicklungen am Eisenkärslot mat Lack behandelt, d'Isoléierpabeier, Lack a Kupferdraht si matenee verbonnen, an d'Isoléierpabeier am Schlitz ass och enk mat den Zänn befestegt. vum Eisenkär.Dofir huet d'In-Slot Wicklung e gewësse Steifheitsbeitrag zum Eisenkär a kann net als zousätzlech Mass behandelt ginn.Wann d'finite Element Method fir Analyse benotzt gëtt, ass et néideg Parameteren ze kréien, déi verschidde mechanesch Eegeschafte charakteriséieren no dem Material vun de Wicklungen an der Zänn.Während der Ëmsetzung vum Prozess, probéiert d'Qualitéit vun der Tauchlack ze garantéieren, d'Spannung vun der Spulewindung erhéijen, d'Dichtheet vun der Wicklung an dem Eisenkär verbesseren, d'Steifheet vun der Motorstruktur erhéijen, d'natierlech Frequenz erhéijen fir ze vermeiden Resonanz, reduzéieren d'Vibrationsamplitude a reduzéieren elektromagnetesch Wellen.Kaméidi.D'natierlech Frequenz vum Stator nodeems se an d'Haus gedréckt ginn ass anescht wéi déi vum eenzege Statorkär.De Gehäuse kann déi zolidd Frequenz vun der Statorstruktur wesentlech verbesseren, besonnesch déi niddereg Uerdnung zolidd Frequenz.D'Erhéijung vun der Rotatiounsgeschwindegkeet Operatiounspunkte erhéicht d'Schwieregkeet fir Resonanz am Motordesign ze vermeiden.Wann Dir de Motor designt, sollt d'Komplexitéit vun der Shellstruktur miniméiert ginn, an d'natierlech Frequenz vun der Motorstruktur kann erhéicht ginn andeems d'Dicke vun der Schuel entspriechend erhéicht ginn fir d'Optriede vun der Resonanz ze vermeiden.Zousätzlech ass et ganz wichteg d'Kontaktverhältnis tëscht dem Statorkär an dem Gehäuse raisonnabel ze setzen wann Dir endlech Elementerschätzung benotzt.
Elektromagnetesch Analyse vu MotorenAls e wichtege Indikator vum elektromagnetesche Design vum Motor kann d'magnetesch Dicht normalerweis den Aarbechtszoustand vum Motor reflektéieren.Dofir extrahéieren a kontrolléieren als éischt de magnetesche Dichtwäert, déi éischt ass d'Genauegkeet vun der Simulatioun z'iwwerpréiwen, an déi zweet ass eng Basis fir déi spéider Extraktioun vun der elektromagnetescher Kraaft ze bidden.D'extraktéiert Motor magnetesch Dicht Wollek Diagramm ass an der folgender Figur gewisen.
Et kann aus der Wollekkaart gesi ginn datt d'magnetesch Dicht op der Positioun vun der magnetescher Isolatiounsbréck vill méi héich ass wéi den Inflektiounspunkt vun der BH-Kurve vum Stator a Rotorkär, wat e bessere magnetesche Isolatiounseffekt spille kann.
Loft Spalt Flux Dicht CurveExtrait d'magnetesch Dicht vun der Motorluftspalt an Zännpositioun, zitt eng Kéier, an Dir kënnt déi spezifesch Wäerter vun der Motorluftspaltmagnetescher Dicht an Zännmagnetescher Dicht gesinn.D'magnetesch Dicht vum Zänn ass eng gewëssen Distanz vum Inflektiounspunkt vum Material, wat ugeholl gëtt duerch den héije Eisenverloscht, wann de Motor mat héijer Geschwindegkeet entworf ass.
Motor Modal AnalyseBaséierend op dem Motorstrukturmodell a Gitter, definéiert d'Material, definéiert de Statorkär als Strukturstahl, an definéiert d'Haus als Aluminiummaterial, a féiert modal Analyse op de Motor als Ganzt.De Gesamtmodus vum Motor gëtt kritt wéi an der Figur hei ënnendrënner.
éischt Uerdnung Modus Form
zweeter Uerdnung Modus Form
Drëtt Uerdnung Modus Form
Motor SchwéngungsanalyseDéi harmonesch Äntwert vum Motor gëtt analyséiert, an d'Resultater vun der Schwéngungsbeschleunegung bei verschiddene Geschwindegkeete ginn an der Figur hei ënnen gewisen.