Astudiaeth ar Ddylanwad Grym Electromagnetig Stator
Mae dau ffactor yn effeithio'n bennaf ar sŵn electromagnetig y stator yn y modur, y grym excitation electromagnetig a'r ymateb strwythurol ac ymbelydredd acwstig a achosir gan y grym excitation cyfatebol. Adolygiad o'r ymchwil.
Defnyddiodd yr Athro ZQZhu o Brifysgol Sheffield, y DU, ac ati y dull dadansoddol i astudio grym electromagnetig a sŵn y stator modur magnet parhaol, yr astudiaeth ddamcaniaethol o rym electromagnetig y modur brushless magnet parhaol, a dirgryniad y parhaol Modur DC di-frwsh magnet gyda 10 polyn a 9 slot. Astudir y sŵn, astudir yn ddamcaniaethol y berthynas rhwng y grym electromagnetig a lled y dant stator, a dadansoddir y berthynas rhwng y crychdonni torque a chanlyniadau optimeiddio dirgryniad a sŵn.Darparodd yr Athro Tang Renyuan a Song Zhihuan o Brifysgol Technoleg Shenyang ddull dadansoddol cyflawn i astudio'r grym electromagnetig a'i harmonigau yn y modur magnet parhaol, a ddarparodd gefnogaeth ddamcaniaethol ar gyfer ymchwil bellach ar theori sŵn y modur magnet parhaol.Mae'r ffynhonnell sŵn dirgryniad electromagnetig yn cael ei ddadansoddi o amgylch y modur cydamserol magnet parhaol sy'n cael ei bweru gan y ton sin a'r trawsnewidydd amlder, amledd nodweddiadol maes magnetig bwlch aer, y grym electromagnetig arferol a'r sŵn dirgryniad yn cael ei astudio, a'r rheswm dros y torque ripple yn cael ei ddadansoddi. Cafodd curiad y torque ei efelychu a'i wirio'n arbrofol gan ddefnyddio'r Elfen, a dadansoddwyd curiad y torque o dan amodau ffit polyn slot gwahanol, yn ogystal ag effeithiau hyd bwlch aer, cyfernod arc polyn, ongl siamffrog, a lled slot ar y curiad torque. .Mae'r model grym rheiddiol electromagnetig a grym tangential, a'r efelychiad moddol cyfatebol yn cael ei wneud, dadansoddir y grym electromagnetig a'r ymateb sŵn dirgryniad yn y parth amlder a dadansoddir y model ymbelydredd acwstig, a chynhelir yr efelychiad cyfatebol a'r ymchwil arbrofol. Nodir bod prif ddulliau'r stator modur magnet parhaol yn cael eu dangos yn y ffigur.
Y prif ddull o fodur magnet parhaol
Technoleg optimeiddio strwythur corff modurMae'r prif fflwcs magnetig yn y modur yn mynd i mewn i'r bwlch aer yn sylweddol yn rheiddiol, ac yn cynhyrchu grymoedd rheiddiol ar y stator a'r rotor, gan achosi dirgryniad a sŵn electromagnetig.Ar yr un pryd, mae'n cynhyrchu moment tangential a grym echelinol, gan achosi dirgryniad tangential a dirgryniad echelinol.Mewn llawer o achlysuron, megis moduron anghymesur neu moduron un cam, mae'r dirgryniad tangiadol a gynhyrchir yn fawr iawn, ac mae'n hawdd achosi cyseiniant cydrannau sy'n gysylltiedig â'r modur, gan arwain at sŵn pelydrol.Er mwyn cyfrifo sŵn electromagnetig, a dadansoddi a rheoli'r synau hyn, mae angen gwybod eu ffynhonnell, sef y don rym sy'n cynhyrchu dirgryniad a sŵn.Am y rheswm hwn, cynhelir dadansoddiad tonnau grym electromagnetig trwy ddadansoddi'r maes magnetig bwlch aer.Gan dybio mai'r don dwysedd fflwcs magnetig a gynhyrchir gan y stator yw , a'r don dwysedd fflwcs magnetiga gynhyrchir gan y rotor yn, yna gellir mynegi eu ton dwysedd fflwcs magnetig cyfansawdd yn y bwlch aer fel a ganlyn:
Gall ffactorau megis slotio stator a rotor, dosbarthiad troellog, afluniad tonffurf cerrynt mewnbwn, amrywiad athreiddedd bwlch aer, ecsentrigrwydd rotor, a'r un anghydbwysedd oll arwain at ddadffurfiad mecanyddol ac yna dirgryniad. Mae'r harmonigau gofod, harmonigau amser, harmonigau slot, harmonig ecsentrigrwydd a dirlawnder magnetig grym magnetotif i gyd yn cynhyrchu harmonigau uwch o rym a trorym. Yn enwedig y don grym rheiddiol yn y modur AC, bydd yn gweithredu ar stator a rotor y modur ar yr un pryd ac yn cynhyrchu ystumiad cylched magnetig.Y strwythur ffrâm stator a rotor-casin yw prif ffynhonnell ymbelydredd sŵn modur.Os yw'r grym rheiddiol yn agos at neu'n hafal i amlder naturiol y system stator-base, bydd cyseiniant yn digwydd, a fydd yn achosi dadffurfiad y system stator modur ac yn cynhyrchu dirgryniad a sŵn acwstig.Yn y rhan fwyaf o achosion,y sŵn magnetostrictive a achosir gan y 2f amledd isel, grym rheiddiol gorchymyn uchel yn ddibwys (f yw amlder sylfaenol y modur, p yw nifer y parau polyn modur). Fodd bynnag, gall y grym rheiddiol a achosir gan magnetostriction gyrraedd tua 50% o'r grym rheiddiol a achosir gan y maes magnetig bwlch aer.Ar gyfer modur sy'n cael ei yrru gan wrthdröydd, oherwydd bodolaeth harmonig amser lefel uchel yng ngherrynt ei ddirwyniadau stator, bydd yr amser harmonics yn cynhyrchu trorym curiad y galon ychwanegol, sydd fel arfer yn fwy na'r trorym curiad curiadus a gynhyrchir gan y harmonics gofod. mawr.Yn ogystal, mae'r crychdonni foltedd a gynhyrchir gan yr uned unionydd hefyd yn cael ei drosglwyddo i'r gwrthdröydd trwy'r gylched ganolraddol, gan arwain at fath arall o trorym curiad y galon.Cyn belled ag y mae sŵn electromagnetig modur synchronous magnet parhaol yn y cwestiwn, grym Maxwell a grym magnetostrictive yw'r prif ffactorau sy'n achosi dirgryniad modur a sŵn.
Nodweddion dirgryniad stator modurMae sŵn electromagnetig y modur nid yn unig yn gysylltiedig ag amlder, trefn ac osgled y don grym electromagnetig a gynhyrchir gan faes magnetig y bwlch aer, ond hefyd yn gysylltiedig â modd naturiol y strwythur modur.Cynhyrchir sŵn electromagnetig yn bennaf gan ddirgryniad y stator modur a'r casin.Felly, mae rhagweld amlder naturiol y stator trwy fformiwlâu damcaniaethol neu efelychiadau ymlaen llaw, a syfrdanol amlder grym electromagnetig ac amlder naturiol y stator, yn fodd effeithiol i leihau sŵn electromagnetig.Pan fo amlder ton grym rheiddiol y modur yn gyfartal neu'n agos at amlder naturiol gorchymyn penodol o'r stator, bydd cyseiniant yn cael ei achosi.Ar yr adeg hon, hyd yn oed os nad yw osgled y don grym rheiddiol yn fawr, bydd yn achosi dirgryniad mawr i'r stator, a thrwy hynny gynhyrchu sŵn electromagnetig mawr.Ar gyfer sŵn modur, y peth pwysicaf yw astudio'r dulliau naturiol gyda dirgryniad rheiddiol fel y prif, mae'r gorchymyn echelinol yn sero, ac mae'r siâp modd gofodol yn is na'r chweched gorchymyn, fel y dangosir yn y ffigur.
Ffurf dirgrynu stator
Wrth ddadansoddi nodweddion dirgryniad y modur, oherwydd dylanwad cyfyngedig dampio ar siâp modd ac amlder y stator modur, gellir ei anwybyddu.Tampio strwythurol yw lleihau lefelau dirgryniad ger yr amledd soniarus trwy gymhwyso mecanwaith afradu egni uchel, fel y dangosir, a dim ond ar yr amledd soniarus neu'n agos ato y caiff ei ystyried.
effaith dampio
Ar ôl ychwanegu dirwyniadau i'r stator, mae wyneb y dirwyniadau yn y slot craidd haearn yn cael ei drin â farnais, mae'r papur inswleiddio, farnais a gwifren gopr ynghlwm wrth ei gilydd, ac mae'r papur inswleiddio yn y slot hefyd wedi'i gysylltu'n agos â'r dannedd o'r craidd haearn.Felly, mae gan y dirwyn mewn slot gyfraniad anystwythder penodol i'r craidd haearn ac ni ellir ei drin fel màs ychwanegol.Pan ddefnyddir y dull elfen feidraidd ar gyfer dadansoddi, mae angen cael paramedrau sy'n nodweddu priodweddau mecanyddol amrywiol yn ôl deunydd y dirwyniadau yn y cogio.Yn ystod gweithrediad y broses, ceisiwch sicrhau ansawdd y paent trochi, cynyddu tensiwn y coil dirwyn i ben, gwella tyndra'r troellog a'r craidd haearn, cynyddu anhyblygedd y strwythur modur, cynyddu amlder naturiol i osgoi cyseiniant, lleihau'r osgled dirgryniad, a lleihau tonnau electromagnetig. swn.Mae amledd naturiol y stator ar ôl cael ei wasgu i'r casin yn wahanol i un y craidd stator sengl. Gall y casio wella amlder solet y strwythur stator yn sylweddol, yn enwedig yr amledd solet gorchymyn isel. Mae cynnydd pwyntiau gweithredu cyflymder cylchdro yn cynyddu'r anhawster o osgoi cyseiniant mewn dylunio moduron.Wrth ddylunio'r modur, dylid lleihau cymhlethdod y strwythur cregyn, a gellir cynyddu amlder naturiol y strwythur modur trwy gynyddu trwch y gragen yn briodol er mwyn osgoi cyseiniant.Yn ogystal, mae'n bwysig iawn gosod yn rhesymol y berthynas gyswllt rhwng y craidd stator a'r casin wrth ddefnyddio amcangyfrif elfen gyfyngedig.
Dadansoddiad Electromagnetig o MotorsFel dangosydd pwysig o ddyluniad electromagnetig y modur, gall y dwysedd magnetig fel arfer adlewyrchu cyflwr gweithio'r modur.Felly, rydym yn gyntaf yn echdynnu ac yn gwirio'r gwerth dwysedd magnetig, y cyntaf yw gwirio cywirdeb yr efelychiad, a'r ail yw darparu sail ar gyfer echdynnu grym electromagnetig dilynol.Dangosir y diagram cwmwl dwysedd magnetig modur echdynedig yn y ffigur canlynol.
Gellir gweld o fap y cwmwl bod y dwysedd magnetig yn lleoliad y bont ynysu magnetig yn llawer uwch na phwynt ffurfdro cromlin BH y stator a'r craidd rotor, a all chwarae effaith ynysu magnetig well.
Cromlin dwysedd fflwcs bwlch aerEchdynnu dwyseddau magnetig y bwlch aer modur a sefyllfa dannedd, tynnwch gromlin, a gallwch weld gwerthoedd penodol y bwlch aer modur dwysedd magnetig a dwysedd magnetig dannedd. Mae dwysedd magnetig y dant bellter penodol o bwynt ffurfdro'r deunydd, y rhagdybir ei fod yn cael ei achosi gan y golled haearn uchel pan fydd y modur wedi'i ddylunio ar gyflymder uchel.
Dadansoddiad Modal ModurYn seiliedig ar y model strwythur modur a'r grid, diffiniwch y deunydd, diffiniwch y craidd stator fel dur strwythurol, diffiniwch y casin fel deunydd alwminiwm, a chynhaliwch ddadansoddiad moddol ar y modur cyfan.Ceir modd cyffredinol y modur fel y dangosir yn y ffigur isod.
siâp modd gorchymyn cyntaf
siâp modd ail orchymyn
siâp modd trydydd gorchymyn
Dadansoddiad dirgryniad modurDadansoddir ymateb harmonig y modur, a dangosir canlyniadau cyflymiad dirgryniad ar gyflymder amrywiol yn y ffigur isod.