Studie oor Invloed van Stator Elektromagnetiese Krag
Die elektromagnetiese geraas van die stator in die motor word hoofsaaklik beïnvloed deur twee faktore, die elektromagnetiese opwekkingskrag en die strukturele reaksie en akoestiese straling wat veroorsaak word deur die ooreenstemmende opwekkingskrag. 'n Oorsig van die navorsing.
Professor ZQZhu van die Universiteit van Sheffield, VK, ens. het die analitiese metode gebruik om die elektromagnetiese krag en geraas van die permanente magneet motor stator, die teoretiese studie van die elektromagnetiese krag van die permanente magneet borsellose motor, en die vibrasie van die permanente magneet motor te bestudeer magneet borsellose GS-motor met 10 pole en 9 gleuwe. Die geraas word bestudeer, die verband tussen die elektromagnetiese krag en die statortandwydte word teoreties bestudeer, en die verband tussen die wringkragrimpeling en die optimaliseringsresultate van vibrasie en geraas word ontleed.Professor Tang Renyuan en Song Zhihuan van Shenyang Universiteit van Tegnologie het 'n volledige analitiese metode verskaf om die elektromagnetiese krag en sy harmonieke in die permanente magneetmotor te bestudeer, wat teoretiese ondersteuning verskaf het vir verdere navorsing oor die geraasteorie van die permanente magneetmotor.Die bron van elektromagnetiese vibrasie geraas word ontleed rondom die permanente magneet sinchrone motor aangedryf deur die sinusgolf en die frekwensie-omskakelaar, die kenmerkende frekwensie van die luggaping magnetiese veld, die normale elektromagnetiese krag en die vibrasie geraas word bestudeer, en die rede vir die wringkrag rimpel ontleed word. Die wringkragpulsasie is gesimuleer en eksperimenteel met behulp van die Element geverifieer, en die wringkragpulsasie onder verskillende gleuf-paalpastoestande, sowel as die effekte van lugspleetlengte, poolboogkoëffisiënt, afgeskuinsde hoek en gleufwydte op die wringkragpulsasie is ontleed .Die elektromagnetiese radiale krag en tangensiële krag model, en die ooreenstemmende modale simulasie word uitgevoer, die elektromagnetiese krag en vibrasie geraas reaksie word ontleed in die frekwensie domein en die akoestiese straling model word ontleed, en die ooreenstemmende simulasie en eksperimentele navorsing word uitgevoer. Daar word daarop gewys dat die hoofmodusse van die permanente magneetmotorstator in die figuur getoon word.
Die hoofmodus van permanente magneetmotor
Motor liggaam struktuur optimalisering tegnologieDie hoof magnetiese vloed in die motor gaan die luggaping wesenlik radiaal binne, en genereer radiale kragte op die stator en rotor, wat elektromagnetiese vibrasie en geraas veroorsaak.Terselfdertyd genereer dit tangensiële moment en aksiale krag, wat tangensiële vibrasie en aksiale vibrasie veroorsaak.In baie geleenthede, soos asimmetriese motors of enkelfase-motors, is die gegenereerde tangensiële vibrasie baie groot, en dit is maklik om resonansie van komponente wat aan die motor gekoppel is, te veroorsaak, wat uitgestraalde geraas tot gevolg het.Om elektromagnetiese geraas te bereken, en om hierdie geluide te ontleed en te beheer, is dit nodig om hul bron te ken, wat die kraggolf is wat vibrasie en geraas genereer.Om hierdie rede word die ontleding van elektromagnetiese kraggolwe uitgevoer deur die ontleding van die lugspleet-magnetiese veld.Aanvaar dat die magnetiese vloeddigtheidgolf wat deur die stator geproduseer word , en die magnetiese vloeddigtheidgolfvervaardig deur die rotor is, dan kan hul saamgestelde magnetiese vloeddigtheidgolf in die luggaping soos volg uitgedruk word:
Faktore soos stator- en rotorsloting, windingsverspreiding, insetstroomgolfvormvervorming, lugspleetpermeansieskommeling, rotoreksentrisiteit, en dieselfde onbalans kan alles lei tot meganiese vervorming en dan vibrasie. Die ruimte harmonieke, tyd harmonieke, gleuf harmonieke, eksentrisiteit harmonieke en magnetiese versadiging van magnetomotoriese krag genereer almal hoër harmonieke van krag en wringkrag. Veral die radiale kraggolf in die AC-motor, dit sal terselfdertyd op die stator en rotor van die motor inwerk en magnetiese kringvervorming veroorsaak.Die statorraam en rotoromhulselstruktuur is die hoofstralingsbron van motorgeraas.As die radiale krag naby aan of gelyk is aan die natuurlike frekwensie van die stator-basisstelsel, sal resonansie voorkom, wat vervorming van die motorstatorstelsel sal veroorsaak en vibrasie en akoestiese geraas sal genereer.In die meeste gevalle,die magnetostriktiewe geraas wat deur die lae-frekwensie 2f, hoë-orde radiale krag veroorsaak word, is weglaatbaar (f is die fundamentele frekwensie van die motor, p is die aantal motorpoolpare). Die radiale krag wat deur magnetostriksie geïnduseer word, kan egter ongeveer 50% bereik van die radiale krag wat deur die lugspleet-magnetiese veld geïnduseer word.Vir 'n motor wat deur 'n omskakelaar aangedryf word, as gevolg van die bestaan van hoë-orde tyd harmonieke in die stroom van sy stator windings, sal die tyd harmonieke addisionele pulserende wringkrag genereer, wat gewoonlik groter is as die pulserende wringkrag wat deur die ruimte harmonieke gegenereer word. groot.Daarbenewens word die spanningsrimpeling wat deur die gelykrigter-eenheid gegenereer word, ook deur die tussenstroombaan na die omskakelaar oorgedra, wat lei tot 'n ander soort pulserende wringkrag.Wat die elektromagnetiese geraas van permanente magneet-sinchroniese motor betref, is Maxwell-krag en magnetostriktiewe krag die hooffaktore wat motorvibrasie en geraas veroorsaak.
Motor stator vibrasie eienskappeDie elektromagnetiese geraas van die motor hou nie net verband met die frekwensie, orde en amplitude van die elektromagnetiese kraggolf wat deur die luggaping-magnetiese veld gegenereer word nie, maar ook met die natuurlike modus van die motorstruktuur.Elektromagnetiese geraas word hoofsaaklik gegenereer deur die vibrasie van die motorstator en omhulsel.Daarom is die voorspelling van die natuurlike frekwensie van die stator deur middel van teoretiese formules of simulasies vooraf, en die elektromagnetiese kragfrekwensie en die natuurlike frekwensie van die stator, 'n doeltreffende manier om elektromagnetiese geraas te verminder.Wanneer die frekwensie van die radiale kraggolf van die motor gelyk is aan of naby aan die natuurlike frekwensie van 'n sekere orde van die stator, sal resonansie veroorsaak word.Op hierdie tydstip, selfs al is die amplitude van die radiale kraggolf nie groot nie, sal dit 'n groot vibrasie van die stator veroorsaak, en daardeur 'n groot elektromagnetiese geraas opwek.Vir motorgeraas is die belangrikste ding om die natuurlike modusse met radiale vibrasie as hoof te bestudeer, die aksiale orde is nul, en die ruimtelike modusvorm is onder die sesde orde, soos in die figuur getoon.
Stator vibrasie vorm
Wanneer die vibrasie-eienskappe van die motor ontleed word, as gevolg van die beperkte invloed van demping op die modusvorm en frekwensie van die motorstator, kan dit geïgnoreer word.Strukturele demping is die vermindering van vibrasievlakke naby die resonansfrekwensie deur die toepassing van 'n hoë-energie-dissipasiemeganisme, soos getoon, en word slegs by of naby die resonansiefrekwensie beskou.
dempende effek
Nadat windings by die stator gevoeg is, word die oppervlak van die windings in die ysterkerngleuf met vernis behandel, die isolerende papier, vernis en koperdraad word aan mekaar geheg, en die isolerende papier in die gleuf is ook nou aan die tande geheg. van die ysterkern.Daarom het die ingleufwikkeling 'n sekere styfheidsbydrae tot die ysterkern en kan dit nie as 'n bykomende massa hanteer word nie.Wanneer die eindige-elementmetode vir analise gebruik word, is dit nodig om parameters te verkry wat verskeie meganiese eienskappe kenmerk volgens die materiaal van die windings in die rat.Probeer tydens die implementering van die proses die kwaliteit van die dompelverf verseker, verhoog die spanning van die spoelwikkeling, verbeter die digtheid van die wikkeling en die ysterkern, verhoog die styfheid van die motorstruktuur, verhoog die natuurlike frekwensie om te vermy resonansie, verminder die vibrasie-amplitude en verminder elektromagnetiese golwe. geraas.Die natuurlike frekwensie van die stator nadat dit in die omhulsel gedruk is, verskil van dié van die enkele statorkern. Die omhulsel kan die soliede frekwensie van die statorstruktuur aansienlik verbeter, veral die lae-orde soliede frekwensie. Die toename van rotasiespoed-werkpunte verhoog die moeilikheid om resonansie in motorontwerp te vermy.Wanneer die motor ontwerp word, moet die kompleksiteit van die dopstruktuur tot die minimum beperk word, en die natuurlike frekwensie van die motorstruktuur kan verhoog word deur die dikte van die dop toepaslik te verhoog om die voorkoms van resonansie te vermy.Daarbenewens is dit baie belangrik om die kontakverhouding tussen die statorkern en die omhulsel redelik te stel wanneer eindige-elementskatting gebruik word.
Elektromagnetiese analise van motorsAs 'n belangrike aanduiding van die elektromagnetiese ontwerp van die motor, kan die magnetiese digtheid gewoonlik die werkende toestand van die motor weerspieël.Daarom onttrek en kontroleer ons eers die magnetiese digtheidwaarde, die eerste is om die akkuraatheid van die simulasie te verifieer, en die tweede is om 'n basis te verskaf vir die daaropvolgende onttrekking van elektromagnetiese krag.Die onttrekte motormagnetiese digtheidwolkdiagram word in die volgende figuur getoon.
Dit kan op die wolkkaart gesien word dat die magnetiese digtheid by die posisie van die magnetiese isolasiebrug baie hoër is as die infleksiepunt van die BH-kromme van die stator en rotorkern, wat 'n beter magnetiese isolasie-effek kan speel.
Luggaping vloeddigtheidskurweOnttrek die magnetiese digthede van die motorluggaping en tandposisie, teken 'n kromme, en jy kan die spesifieke waardes van die motorluggapingmagnetiese digtheid en tandmagnetiese digtheid sien. Die magnetiese digtheid van die tand is 'n sekere afstand vanaf die buigpunt van die materiaal, wat vermoedelik veroorsaak word deur die hoë ysterverlies wanneer die motor teen hoë spoed ontwerp word.
Motor Modale AnaliseGebaseer op die motorstruktuurmodel en rooster, definieer die materiaal, definieer die statorkern as struktuurstaal, en definieer die omhulsel as aluminiummateriaal, en voer modale analise op die motor as geheel uit.Die algehele modus van die motor word verkry soos in die figuur hieronder getoon.
eerste-orde modus vorm
tweede-orde modus vorm
derde-orde modus vorm
Motorvibrasie-analiseDie harmoniese reaksie van die motor word ontleed, en die resultate van vibrasieversnelling teen verskillende snelhede word in die onderstaande figuur getoon.