На электрамагнітны шум статара ў рухавіку ў асноўным уплываюць два фактары: сіла электрамагнітнага ўзбуджэння і структурная рэакцыя і гукавое выпраменьванне, выкліканае адпаведнай сілай узбуджэння. Агляд даследавання.
Прафесар ZQZhu з Універсітэта Шэфілда, Вялікабрытанія, і г.д. выкарыстаў аналітычны метад для вывучэння электрамагнітнай сілы і шуму статара рухавіка з пастаяннымі магнітамі, тэарэтычнага даследавання электрамагнітнай сілы бесщеточного рухавіка з пастаяннымі магнітамі і вібрацыі пастаяннага магнітнага рухавіка. магніт бесщеточный рухавік пастаяннага току з 10 полюсамі і 9 слотамі. Вывучаны шум, тэарэтычна вывучана ўзаемасувязь паміж электрамагнітнай сілай і шырынёй зубца статара, а таксама прааналізавана ўзаемасувязь паміж пульсацыяй крутоўнага моманту і вынікамі аптымізацыі вібрацыі і шуму.Прафесар Тан Рэньюань і Сон Чжыхуань з Тэхналагічнага ўніверсітэта Шэньяна прадставілі поўны аналітычны метад для вывучэння электрамагнітнай сілы і яе гармонік у рухавіку з пастаяннымі магнітамі, які забяспечыў тэарэтычную падтрымку для далейшых даследаванняў тэорыі шуму рухавіка з пастаяннымі магнітамі.Крыніца электрамагнітнага шуму вібрацыі аналізуецца вакол сінхроннага рухавіка з пастаяннымі магнітамі, які працуе ад сінусоіды і пераўтваральніка частоты, вывучаецца характэрная частата магнітнага поля паветранага зазору, нармальная электрамагнітная сіла і шум вібрацыі, а таксама прычына крутоўнага моманту. пульсацыя аналізуецца. Пульсацыя крутоўнага моманту была змадэлявана і праверана эксперыментальна з дапамогай Element, і пульсацыя крутоўнага моманту пры розных умовах падганяння шчыліны-полюса, а таксама ўплыў даўжыні паветранага зазору, каэфіцыента полюснай дугі, вугла скошанай фаскі і шырыні шчыліны на пульсацыю крутоўнага моманту былі прааналізаваны. .Выконваецца мадэль электрамагнітнай радыяльнай сілы і тангенцыйнай сілы і адпаведнае мадальнае мадэляванне, электрамагнітная сіла і рэакцыя на шум вібрацыі аналізуюцца ў частотнай вобласці і аналізуецца мадэль акустычнага выпраменьвання, а таксама праводзіцца адпаведнае мадэляванне і эксперыментальныя даследаванні. Адзначаецца, што асноўныя рэжымы статара рухавіка з пастаяннымі магнітамі паказаны на малюнку.
Асноўны рэжым рухавіка з пастаяннымі магнітамі
Тэхналогія аптымізацыі структуры корпуса рухавікаАсноўны магнітны паток у рухавіку ўваходзіць у паветраны зазор па сутнасці радыяльна і стварае радыяльныя сілы на статары і ротары, выклікаючы электрамагнітную вібрацыю і шум.У той жа час ён стварае тангенцыяльны момант і восевую сілу, выклікаючы тангенцыяльную і восевую вібрацыю.У многіх выпадках, такіх як асіметрычныя рухавікі або аднафазныя рухавікі, генераваная тангенцыяльная вібрацыя вельмі вялікая, і лёгка выклікаць рэзананс кампанентаў, падлучаных да рухавіка, што прыводзіць да выпраменьванага шуму.Каб вылічыць электрамагнітны шум, а таксама аналізаваць і кантраляваць гэтыя шумы, неабходна ведаць іх крыніцу, якой з'яўляецца сілавая хваля, якая стварае вібрацыю і шум.Па гэтай прычыне аналіз хваль электрамагнітнай сілы праводзіцца праз аналіз магнітнага поля паветранага зазору.Мяркуючы, што хваля шчыльнасці магнітнага патоку, якую стварае статар, роўная , а хваля шчыльнасці магнітнага патокувырабляецца ротарам, то іх складаную хвалю шчыльнасці магнітнага патоку ў паветраным зазоры можна выказаць наступным чынам:
Такія фактары, як прарэзы статара і ротара, размеркаванне абмотак, скажэнне формы сігналу ўваходнага току, ваганні пранікальнасці паветранага зазору, эксцэнтрысітэт ротара і той жа дысбаланс, могуць прывесці да механічнай дэфармацыі, а затым да вібрацыі. Прасторавыя гармонікі, гармонікі часу, гармонікі шчылін, гармонікі эксцэнтрысітэту і магнітнае насычэнне магнітарухальнай сілы - усё гэта стварае вышэйшыя гармонікі сілы і крутоўнага моманту. Асабліва хваля радыяльнай сілы ў рухавіку пераменнага току, яна будзе дзейнічаць адначасова на статар і ротар рухавіка і выклікаць скажэнне магнітнага ланцуга.Канструкцыя статар-рама і ротар-кажух з'яўляецца асноўнай крыніцай выпраменьвання шуму рухавіка.Калі радыяльная сіла блізкая або роўная ўласнай частаце сістэмы статар-база, узнікне рэзананс, які прывядзе да дэфармацыі сістэмы статара рухавіка і выкліча вібрацыю і акустычны шум.У большасці выпадкаў,магнітастрыкцыйны шум, выкліканы нізкачашчыннай радыяльнай сілай высокага парадку 2f, нязначны (f - асноўная частата рухавіка, p - колькасць пар палюсоў рухавіка). Аднак радыяльная сіла, выкліканая магнітастрыкцыяй, можа дасягаць каля 50% радыяльнай сілы, выкліканай магнітным полем паветранага зазору.Для рухавіка з прывадам ад інвертара, з-за існавання гармонік часу высокага парадку ў току абмотак статара, гармонікі часу будуць генераваць дадатковы пульсуючы крутоўны момант, які звычайна большы, чым пульсуючы крутоўны момант, генераваны касмічнымі гармонікамі. вялікі.Акрамя таго, пульсацыі напружання, якія ствараюцца блокам выпрамніка, таксама перадаюцца на інвертар праз прамежкавы ланцуг, што прыводзіць да іншага роду пульсуючага крутоўнага моманту.Што тычыцца электрамагнітнага шуму сінхроннага рухавіка з пастаяннымі магнітамі, сіла Максвела і магнітастрыкцыйная сіла з'яўляюцца асноўнымі фактарамі, якія выклікаюць вібрацыю і шум рухавіка.
Вібрацыйныя характарыстыкі статара рухавікаЭлектрамагнітны шум рухавіка звязаны не толькі з частатой, парадкам і амплітудай хвалі электрамагнітнай сілы, якая ствараецца магнітным полем паветранага зазору, але і з натуральным рэжымам структуры рухавіка.Электрамагнітны шум у асноўным ствараецца вібрацыяй статара і корпуса рухавіка.Такім чынам, прагназаванне ўласнай частаты статара з дапамогай тэарэтычных формул або мадэлявання загадзя і ашаламляльнае змяненне частаты электрамагнітнай сілы і ўласнай частаты статара з'яўляецца эфектыўным сродкам для памяншэння электрамагнітнага шуму.Калі частата хвалі радыяльнай сілы рухавіка роўная або блізкая да ўласнай частаты пэўнага парадку статара, будзе выкліканы рэзананс.У гэты час, нават калі амплітуда хвалі радыяльнай сілы не вялікая, гэта выкліча вялікую вібрацыю статара, тым самым ствараючы вялікі электрамагнітны шум.Для шуму рухавіка найбольш важным з'яўляецца вывучэнне натуральных мод з радыяльнай вібрацыяй у якасці асноўнай, восевы парадак роўны нулю, а форма прасторавай моды ніжэй шостага парадку, як паказана на малюнку.
Форма вібрацыі статара
Пры аналізе вібрацыйных характарыстык рухавіка з-за абмежаванага ўплыву дэмпфавання на форму рэжыму і частату статара рухавіка ім можна не звяртаць увагі.Структурнае дэмпфаванне - гэта зніжэнне ўзроўню вібрацыі паблізу рэзананснай частаты шляхам прымянення механізму рассейвання высокай энергіі, як паказана, і разглядаецца толькі на рэзананснай частаце або паблізу яе.
дэмпфуючы эфект
Пасля дадання абмотак да статара паверхня абмотак у слоце жалезнага стрыжня апрацоўваецца лакам, ізаляцыйная папера, лак і медны провад змацоўваюцца адзін з адным, а ізаляцыйная папера ў слоце таксама шчыльна прымацоўваецца да зубоў жалезнага ядра.Такім чынам, абмотка ўнутры шчыліны мае пэўны ўклад калянасці ў жалезны стрыжань і не можа разглядацца як дадатковая маса.Калі для аналізу выкарыстоўваецца метад канечных элементаў, неабходна атрымаць параметры, якія характарызуюць розныя механічныя ўласцівасці ў залежнасці ад матэрыялу абмотак зубчастага зубца.Падчас выканання працэсу паспрабуйце забяспечыць якасць апускальнай фарбы, павялічыць нацяжэнне абмоткі шпулькі, палепшыць герметычнасць абмоткі і жалезнага стрыжня, павялічыць калянасць канструкцыі рухавіка, павялічыць уласную частату, каб пазбегнуць рэзананс, паменшыць амплітуду вібрацыі і паменшыць электрамагнітныя хвалі. шум.Уласная частата статара пасля ўціскання ў корпус адрозніваецца ад частоты аднаго стрыжня статара. Корпус можа значна палепшыць суцэльную частату структуры статара, асабліва суцэльную частату нізкага парадку. Павелічэнне працоўных кропак хуткасці кручэння павялічвае цяжкасць пазбегнуць рэзанансу ў канструкцыі рухавіка.Пры распрацоўцы рухавіка складанасць канструкцыі корпуса павінна быць зведзена да мінімуму, а ўласная частата структуры рухавіка можа быць павялічана шляхам адпаведнага павелічэння таўшчыні корпуса, каб пазбегнуць узнікнення рэзанансу.Акрамя таго, пры выкарыстанні ацэнкі канчатковымі элементамі вельмі важна разумна ўсталяваць кантактныя адносіны паміж стрыжнем статара і корпусам.
Электрамагнітны аналіз рухавікоўЯк важны паказчык электрамагнітнай канструкцыі рухавіка, магнітная шчыльнасць звычайна можа адлюстроўваць працоўны стан рухавіка.Такім чынам, мы спачатку здабываем і правяраем значэнне магнітнай шчыльнасці, першае - для праверкі дакладнасці мадэлявання, а другое - для забеспячэння асновы для наступнага вылучэння электрамагнітнай сілы.Вынятая дыяграма воблака магнітнай шчыльнасці рухавіка паказана на наступным малюнку.
З карты воблака відаць, што шчыльнасць магнітнага поля ў месцы магнітнага ізаляцыйнага моста значна вышэйшая за кропку перагіну крывой BH стрыжня статара і ротара, што можа даць лепшы эфект магнітнай ізаляцыі.
Крывая шчыльнасці патоку паветранага зазоруВылучыце магнітныя шчыльнасці паветранага зазору рухавіка і становішча зуба, намалюйце крывую, і вы ўбачыце канкрэтныя значэнні магнітнай шчыльнасці паветранага зазору рухавіка і магнітнай шчыльнасці зуба. Магнітная шчыльнасць зуба - гэта пэўная адлегласць ад кропкі перагіну матэрыялу, якая, як мяркуецца, выклікана вялікімі стратамі жалеза, калі рухавік распрацаваны на высокай хуткасці.
Маторны мадальны аналізНа падставе мадэлі канструкцыі рухавіка і сеткі вызначце матэрыял, вызначце стрыжань статара як канструкцыйную сталь, а корпус - як алюмініевы матэрыял, і правядзіце мадальны аналіз рухавіка ў цэлым.Агульны рэжым рухавіка атрымліваецца, як паказана на малюнку ніжэй.
форма рэжыму першага парадку
форма рэжыму другога парадку
форма рэжыму трэцяга парадку
Аналіз вібрацыі рухавікаГарманічная рэакцыя рухавіка аналізуецца, і вынікі паскарэння вібрацыі пры розных хуткасцях паказаны на малюнку ніжэй.
Радыяльнае паскарэнне 1000 Гц
Радыяльнае паскарэнне 1500 Гц
Радыяльнае паскарэнне 2000 ГцЧас публікацыі: 13 чэрвеня 2022 г