Stator Elektromaqnit Qüvvəsinin Təsirinə dair Tədqiqat
Mühərrikdəki statorun elektromaqnit səs-küyü əsasən iki amildən, elektromaqnit həyəcanlandırma qüvvəsindən və müvafiq həyəcan qüvvəsinin yaratdığı struktur reaksiyasından və akustik şüalanmadan təsirlənir. Araşdırmaya baxış.
Böyük Britaniyanın Şeffild Universitetinin professoru ZQZhu və s. analitik üsulla daimi maqnitli mühərrik statorunun elektromaqnit qüvvəsini və səs-küyünü, daimi maqnitli fırçasız mühərrikin elektromaqnit qüvvəsinin nəzəri tədqiqini və daimi maqnit mühərrikinin vibrasiyasını öyrənmişlər. 10 dirək və 9 yuva ilə maqnit fırçasız DC motor. Səs-küy öyrənilir, elektromaqnit qüvvəsi ilə stator dişinin eni arasındakı əlaqə nəzəri cəhətdən öyrənilir və fırlanma momentinin dalğalanması ilə vibrasiya və səs-küyün optimallaşdırılması nəticələri arasında əlaqə təhlil edilir.Şenyan Texnologiya Universitetindən professor Tang Renyuan və Sonq Zhihuan daimi maqnit mühərrikində elektromaqnit qüvvəsini və onun harmonikasını öyrənmək üçün tam analitik metod təqdim etdilər ki, bu da daimi maqnit mühərrikinin səs-küy nəzəriyyəsi üzrə gələcək tədqiqatlara nəzəri dəstək verdi.Elektromaqnit vibrasiya səs-küy mənbəyi sinus dalğası və tezlik çeviricisi ilə işləyən daimi maqnit sinxron mühərriki ətrafında təhlil edilir, hava boşluğunun maqnit sahəsinin xarakterik tezliyi, normal elektromaqnit qüvvəsi və vibrasiya səs-küyü öyrənilir və fırlanma momentinin səbəbi öyrənilir. dalğalanma təhlil edilir. Elementdən istifadə etməklə fırlanma momentinin pulsasiyası simulyasiya edilmiş və təcrübi olaraq yoxlanılmış və müxtəlif yuva-qütb uyğunluğu şəraitində fırlanma anı pulsasiyası, eləcə də hava boşluğunun uzunluğu, qütb qövsü əmsalı, paxlanmış bucaq və yuva eninin fırlanma momentinin pulsasiyasına təsiri təhlil edilmişdir. .Elektromaqnit radial qüvvəsi və tangensial qüvvə modeli və müvafiq modal simulyasiya aparılır, elektromaqnit qüvvəsi və vibrasiya səs-küyünə reaksiya tezlik zonasında və akustik şüalanma modeli təhlil edilir, müvafiq simulyasiya və eksperimental tədqiqatlar aparılır. Daimi maqnitli mühərrik statorunun əsas rejimlərinin şəkildə göstərildiyi vurğulanır.
Daimi maqnit mühərrikinin əsas rejimi
Motor bədən quruluşunun optimallaşdırılması texnologiyasıMühərrikdəki əsas maqnit axını hava boşluğuna əhəmiyyətli dərəcədə radial olaraq daxil olur və stator və rotorda radial qüvvələr yaradır, elektromaqnit vibrasiyasına və səs-küyünə səbəb olur.Eyni zamanda, tangensial vibrasiya və eksenel vibrasiyaya səbəb olan tangensial moment və eksenel qüvvə yaradır.Bir çox hallarda, məsələn, asimmetrik mühərriklər və ya bir fazalı mühərriklər, yaranan tangensial vibrasiya çox böyükdür və mühərrikə qoşulmuş komponentlərin rezonansına səbəb olmaq asandır, nəticədə şüalanmış səs-küy yaranır.Elektromaqnit səs-küyünü hesablamaq və bu səsləri təhlil etmək və idarə etmək üçün onların mənbəyini, yəni vibrasiya və səs-küy yaradan qüvvə dalğasını bilmək lazımdır.Bu səbəbdən elektromaqnit qüvvə dalğalarının təhlili hava boşluğu maqnit sahəsinin təhlili vasitəsilə həyata keçirilir.Fərz etsək ki, statorun yaratdığı maqnit axınının sıxlığı dalğası , maqnit axınının sıxlığı dalğası isərotor tərəfindən istehsal olunur, onda hava boşluğunda onların kompozit maqnit axınının sıxlığı dalğası aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər:
Stator və rotorun yivlənməsi, sarımın paylanması, giriş cərəyanının dalğa formasının təhrifi, hava boşluğunun keçiriciliyinin dəyişməsi, rotorun ekssentrikliyi və eyni balanssızlıq kimi amillər mexaniki deformasiyaya, sonra isə vibrasiyaya səbəb ola bilər. Kosmik harmoniklər, zaman harmonikləri, yuva harmonikləri, ekssentriklik harmonikləri və maqnit hərəkətverici qüvvənin maqnit doyması güc və fırlanma momentinin daha yüksək harmonikasını yaradır. Xüsusilə AC mühərrikindəki radial qüvvə dalğası, eyni anda motorun statoruna və rotoruna təsir edəcək və maqnit dövrəsinin təhrifinə səbəb olacaqdır.Stator çərçivəsi və rotor korpusu mühərrik səsinin əsas şüalanma mənbəyidir.Radial qüvvə stator-baza sisteminin təbii tezliyinə yaxın və ya ona bərabər olarsa, rezonans yaranacaq ki, bu da mühərrik stator sisteminin deformasiyasına səbəb olacaq və vibrasiya və akustik səs-küy yaradacaq.Əksər hallarda,aşağı tezlikli 2f, yüksək nizamlı radial qüvvənin yaratdığı maqnitostriktiv səs-küy əhəmiyyətsizdir (f - mühərrikin əsas tezliyi, p - motor qütb cütlərinin sayı). Bununla belə, maqnitostriksiya nəticəsində yaranan radial qüvvə hava boşluğunun maqnit sahəsinin yaratdığı radial qüvvənin təxminən 50%-nə çata bilər.İnverter tərəfindən idarə olunan bir mühərrik üçün, stator sarımlarının cərəyanında yüksək nizamlı zaman harmoniklərinin mövcudluğuna görə, zaman harmonikləri, adətən, kosmik harmoniklərin yaratdığı pulsasiya momentindən daha böyük olan əlavə pulsasiya fırlanma anı yaradacaqdır. böyük.Bundan əlavə, rektifikator qurğusu tərəfindən yaradılan gərginlik dalğası da aralıq dövrə vasitəsilə çeviriciyə ötürülür və nəticədə başqa növ pulsasiya momenti yaranır.Daimi maqnitli sinxron mühərrikin elektromaqnit səs-küyünə gəldikdə, Maksvell qüvvəsi və maqnitostriktiv qüvvə motor vibrasiyasına və səs-küyünə səbəb olan əsas amillərdir.
Motor statorunun vibrasiya xüsusiyyətləriMühərrikin elektromaqnit səs-küyü təkcə hava boşluğunun maqnit sahəsinin yaratdığı elektromaqnit qüvvə dalğasının tezliyi, nizamı və amplitudası ilə deyil, həm də mühərrik strukturunun təbii rejimi ilə bağlıdır.Elektromaqnit səs-küy əsasən mühərrik statorunun və korpusunun vibrasiyası ilə yaranır.Buna görə də, nəzəri düsturlar və ya simulyasiyalar vasitəsilə statorun təbii tezliyini əvvəlcədən proqnozlaşdırmaq və elektromaqnit qüvvəsinin tezliyini və statorun təbii tezliyini heyrətləndirmək elektromaqnit səs-küyünü azaltmaq üçün təsirli vasitədir.Mühərrikin radial qüvvə dalğasının tezliyi statorun müəyyən bir sırasının təbii tezliyinə bərabər və ya ona yaxın olduqda rezonans yaranacaq.Bu zaman radial qüvvə dalğasının amplitudası böyük olmasa belə, statorun böyük vibrasiyasına səbəb olacaq və bununla da böyük elektromaqnit səs-küyü yaranacaq.Mühərrikin səs-küyü üçün ən vacibi, şəkildə göstərildiyi kimi, əsas olaraq radial vibrasiya ilə təbii rejimləri öyrənməkdir, eksenel sıra sıfırdır və məkan rejimi forması altıncı sıradan aşağıdadır.
Stator vibrasiya forması
Mühərrikin vibrasiya xüsusiyyətlərini təhlil edərkən, amortizasiyanın mühərrik statorunun rejim formasına və tezliyinə məhdud təsiri səbəbindən ona məhəl qoyula bilməz.Struktur sönümləmə, göstərildiyi kimi yüksək enerji dağıdıcı mexanizm tətbiq etməklə rezonans tezliyinə yaxın vibrasiya səviyyələrinin azalmasıdır və yalnız rezonans tezliyində və ya yaxınlığında nəzərə alınır.
sönümləmə təsiri
Statora sarımlar əlavə edildikdən sonra dəmir özək yuvasındakı sarımların səthi lak ilə işlənir, izolyasiya kağızı, lak və mis məftil bir-birinə yapışdırılır və yuvadakı izolyasiya kağızı da dişlərə sıx bağlanır. dəmir nüvədən.Buna görə də, yuvada olan sarım dəmir nüvəyə müəyyən bir sərtlik qatqısına malikdir və əlavə bir kütlə kimi qəbul edilə bilməz.Təhlil üçün sonlu elementlər üsulundan istifadə edildikdə, dişlidəki sarımların materialına görə müxtəlif mexaniki xüsusiyyətləri xarakterizə edən parametrləri əldə etmək lazımdır.Prosesin həyata keçirilməsi zamanı daldırma boyasının keyfiyyətini təmin etməyə çalışın, rulon sarımının gərginliyini artırın, sarımın və dəmir nüvənin sıxlığını yaxşılaşdırın, motor strukturunun sərtliyini artırın, qarşısını almaq üçün təbii tezliyi artırın. rezonans yaradır, vibrasiya amplitüdünü azaldır və elektromaqnit dalğalarını azaldır. səs-küy.Korpusa sıxıldıqdan sonra statorun təbii tezliyi tək stator nüvəsindən fərqlidir. Korpus stator strukturunun bərk tezliyini, xüsusən də aşağı dərəcəli bərk tezliyi əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər. Fırlanma sürətinin işləmə nöqtələrinin artması mühərrik dizaynında rezonansdan qaçınmaq çətinliyini artırır.Mühərriki layihələndirərkən, qabıq strukturunun mürəkkəbliyi minimuma endirilməli və rezonansın baş verməməsi üçün qabığın qalınlığını müvafiq şəkildə artırmaqla motor strukturunun təbii tezliyi artırıla bilər.Bundan əlavə, sonlu elementlərin qiymətləndirilməsindən istifadə edərkən stator nüvəsi ilə korpus arasında əlaqə əlaqəsini əsaslı şəkildə təyin etmək çox vacibdir.
Mühərriklərin elektromaqnit analiziMühərrikin elektromaqnit dizaynının mühüm göstəricisi olaraq maqnit sıxlığı adətən mühərrikin iş vəziyyətini əks etdirə bilər.Buna görə də, biz əvvəlcə maqnit sıxlığının dəyərini çıxarırıq və yoxlayırıq, birincisi, simulyasiyanın düzgünlüyünü yoxlamaq, ikincisi isə elektromaqnit qüvvəsinin sonrakı çıxarılması üçün əsas təmin etməkdir.Çıxarılan motorun maqnit sıxlığı bulud diaqramı aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.
Bulud xəritəsindən görünür ki, maqnit izolyasiya körpüsünün mövqeyində maqnit sıxlığı daha yaxşı maqnit izolyasiya effekti oynaya bilən stator və rotor nüvəsinin BH əyrisinin əyilmə nöqtəsindən xeyli yüksəkdir.
Hava boşluğu axınının sıxlığı əyrisiMotor hava boşluğunun və diş mövqeyinin maqnit sıxlıqlarını çıxarın, bir əyri çəkin və motor hava boşluğunun maqnit sıxlığının və dişin maqnit sıxlığının xüsusi dəyərlərini görə bilərsiniz. Dişin maqnit sıxlığı, mühərrik yüksək sürətlə dizayn edildikdə, yüksək dəmir itkisindən qaynaqlandığı güman edilən materialın əyilmə nöqtəsindən müəyyən bir məsafədir.
Motor Modal TəhliliMühərrik strukturu modelinə və şəbəkəyə əsaslanaraq, materialı müəyyənləşdirin, stator nüvəsini konstruktiv polad, korpusu alüminium material kimi müəyyənləşdirin və bütövlükdə motorda modal analiz aparın.Mühərrikin ümumi rejimi aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi əldə edilir.
birinci dərəcəli rejim forması
ikinci dərəcəli rejim forması
üçüncü dərəcəli rejim forması
Motor vibrasiyasının təhliliMühərrikin harmonik reaksiyası təhlil edilir və müxtəlif sürətlərdə vibrasiya sürətlənməsinin nəticələri aşağıdakı şəkildə göstərilir.
1000Hz radial sürətlənmə
1500Hz radial sürətlənmə
2000Hz radial sürətlənməGöndərmə vaxtı: 13 iyun 2022-ci il