Estudo sobre a influencia da forza electromagnética do estator O ruído electromagnético do estator do motor está afectado principalmente por dous factores, a forza de excitación electromagnética e a resposta estrutural e a radiación acústica causada pola forza de excitación correspondente. Unha revisión da investigación.
O profesor ZQZhu da Universidade de Sheffield, Reino Unido, etc. utilizou o método analítico para estudar a forza electromagnética e o ruído do estator do motor de imán permanente, o estudo teórico da forza electromagnética do motor sen escobillas de imán permanente e a vibración do motor permanente. Motor DC sen escobillas magnética con 10 polos e 9 ranuras. Estúdase o ruído, estúdase teoricamente a relación entre a forza electromagnética e o ancho do dente do estator e analízase a relación entre a ondulación do par e os resultados da optimización da vibración e do ruído. O profesor Tang Renyuan e Song Zhihuan da Universidade de Tecnoloxía de Shenyang proporcionaron un método analítico completo para estudar a forza electromagnética e os seus harmónicos no motor de imán permanente, o que proporcionou apoio teórico para futuras investigacións sobre a teoría do ruído do motor de imán permanente.A fonte de ruído de vibración electromagnética analízase ao redor do motor síncrono de imán permanente alimentado pola onda sinusoidal e o conversor de frecuencia, estúdase a frecuencia característica do campo magnético do espazo de aire, a forza electromagnética normal e o ruído de vibración e a razón do par. analízase a ondulación. A pulsación do par simulouse e verificouse experimentalmente usando o Elemento, e analizáronse a pulsación do par en diferentes condicións de axuste de polo de torsión, así como os efectos da lonxitude do espazo de aire, o coeficiente de arco do polo, o ángulo achaflanado e o ancho da ranura na pulsación do par. . Realízase o modelo de forza radial electromagnética e forza tanxencial e a correspondente simulación modal, analízase a forza electromagnética e a resposta ao ruído de vibración no dominio da frecuencia e analízase o modelo de radiación acústica e realízase a simulación e a investigación experimental correspondentes. Sinálase que os principais modos do estator do motor de imán permanente móstranse na figura. 
O modo principal do motor de imán permanente
Tecnoloxía de optimización da estrutura do corpo motor O fluxo magnético principal do motor entra no espazo de aire de forma substancialmente radial e xera forzas radiais sobre o estator e o rotor, provocando vibracións electromagnéticas e ruído.Ao mesmo tempo, xera momento tanxencial e forza axial, provocando vibración tanxencial e vibración axial.En moitas ocasións, como motores asimétricos ou motores monofásicos, a vibración tanxencial xerada é moi grande, e é fácil provocar resonancia dos compoñentes conectados ao motor, producindo ruído irradiado.Para calcular o ruído electromagnético, e para analizar e controlar estes ruídos, é necesario coñecer a súa orixe, que é a onda de forza que xera vibración e ruído.Por este motivo, a análise das ondas de forza electromagnética realízase a través da análise do campo magnético do aire. Asumindo que a onda de densidade de fluxo magnético producida polo estator é , e a onda de densidade de fluxo magnético
producido polo rotor é
, entón a súa onda de densidade de fluxo magnético composto no espazo de aire pódese expresar do seguinte xeito:
Factores como a ranura do estator e do rotor, a distribución do enrolamento, a distorsión da forma de onda da corrente de entrada, a flutuación da permeabilidade do espazo de aire, a excentricidade do rotor e o mesmo desequilibrio poden provocar deformacións mecánicas e despois vibracións. Os harmónicos espaciais, os harmónicos de tempo, os harmónicos de slot, os harmónicos de excentricidade e a saturación magnética da forza magnetomotriz xeran harmónicos máis altos de forza e torque. Especialmente a onda de forza radial no motor de CA, actuará sobre o estator e o rotor do motor ao mesmo tempo e producirá distorsión do circuíto magnético. A estrutura do cadro do estator e da carcasa do rotor é a principal fonte de radiación do ruído do motor.Se a forza radial é próxima ou igual á frecuencia natural do sistema estator-base, producirase resonancia, que provocará a deformación do sistema do estator do motor e xerará vibración e ruído acústico. Na maioría dos casos,
o ruído magnetostrictivo causado pola forza radial de orde alta 2f de baixa frecuencia é insignificante (f é a frecuencia fundamental do motor, p é o número de pares de polos do motor). Non obstante, a forza radial inducida pola magnetoestricción pode alcanzar aproximadamente o 50% da forza radial inducida polo campo magnético do espazo de aire. Para un motor accionado por un inversor, debido á existencia de harmónicos de tempo de alto orde na corrente dos seus devanados do estator, os harmónicos de tempo xerarán un par de pulsación adicional, que adoita ser maior que o par de pulsación xerado polos harmónicos espaciais. grande.Ademais, a ondulación de tensión xerada pola unidade rectificadora tamén se transmite ao inversor a través do circuíto intermedio, o que dá como resultado outro tipo de par pulsante. No que se refire ao ruído electromagnético do motor síncrono de imán permanente, a forza de Maxwell e a forza magnetostrictiva son os principais factores que causan a vibración e o ruído do motor.
Características de vibración do estator do motor O ruído electromagnético do motor non só está relacionado coa frecuencia, orde e amplitude da onda de forza electromagnética xerada polo campo magnético do espazo de aire, senón tamén co modo natural da estrutura do motor.O ruído electromagnético é xerado principalmente pola vibración do estator e da carcasa do motor.Polo tanto, prever a frecuencia natural do estator a través de fórmulas teóricas ou simulacións con antelación, e escalonar a frecuencia da forza electromagnética e a frecuencia natural do estator, é un medio eficaz para reducir o ruído electromagnético. Cando a frecuencia da onda de forza radial do motor é igual ou próxima á frecuencia natural dunha determinada orde do estator, producirase resonancia.Neste momento, aínda que a amplitude da onda de forza radial non sexa grande, provocará unha gran vibración do estator, xerando así un gran ruído electromagnético.Para o ruído do motor, o máis importante é estudar os modos naturais coa vibración radial como principal, a orde axial é cero e a forma do modo espacial está por debaixo da sexta orde, como se mostra na figura. 
Forma de vibración do estator
Ao analizar as características de vibración do motor, debido á limitada influencia da amortiguación na forma e frecuencia do modo do estator do motor, pódese ignorar.O amortecemento estrutural é a redución dos niveis de vibración preto da frecuencia de resonancia aplicando un mecanismo de disipación de enerxía elevada, como se mostra, e só se considera na frecuencia de resonancia ou preto da mesma. 
efecto amortecedor
Despois de engadir enrolamentos ao estator, a superficie dos enrolamentos na ranura do núcleo de ferro trátase con verniz, o papel illante, o verniz e o fío de cobre están unidos entre si e o papel illante da ranura tamén está moi ligado aos dentes. do núcleo de ferro.Polo tanto, o enrolamento na ranura ten unha certa contribución de rixidez ao núcleo de ferro e non se pode tratar como unha masa adicional.Cando se utiliza o método de elementos finitos para a análise, é necesario obter parámetros que caractericen varias propiedades mecánicas segundo o material dos enrolamentos do engranaxe.Durante a implementación do proceso, intente garantir a calidade da pintura de inmersión, aumentar a tensión do enrolamento da bobina, mellorar a estanquidade do enrolamento e do núcleo de ferro, aumentar a rixidez da estrutura do motor, aumentar a frecuencia natural para evitar resonancia, reducir a amplitude da vibración e reducir as ondas electromagnéticas. ruído. A frecuencia natural do estator despois de ser presionado na carcasa é diferente da do núcleo do estator único. A carcasa pode mellorar significativamente a frecuencia sólida da estrutura do estator, especialmente a frecuencia sólida de orde baixa. O aumento dos puntos de funcionamento da velocidade de rotación aumenta a dificultade de evitar a resonancia no deseño do motor.Ao deseñar o motor, débese minimizar a complexidade da estrutura da casca e aumentar a frecuencia natural da estrutura do motor aumentando adecuadamente o grosor da casca para evitar a aparición de resonancia.Ademais, é moi importante establecer razoablemente a relación de contacto entre o núcleo do estator e a carcasa cando se utiliza a estimación de elementos finitos.
Análise electromagnética de motores Como un indicador importante do deseño electromagnético do motor, a densidade magnética xeralmente pode reflectir o estado de traballo do motor.Polo tanto, primeiro extraemos e comprobamos o valor da densidade magnética, o primeiro é verificar a precisión da simulación e o segundo é proporcionar unha base para a posterior extracción da forza electromagnética.O diagrama de nube de densidade magnética do motor extraído móstrase na seguinte figura. 
No mapa de nubes pódese ver que a densidade magnética na posición da ponte de illamento magnético é moito maior que o punto de inflexión da curva BH do núcleo do estator e do rotor, o que pode ter un mellor efecto de illamento magnético. 
Curva de densidade de fluxo de aire Extrae as densidades magnéticas do espazo de aire do motor e da posición do dente, debuxa unha curva e podes ver os valores específicos da densidade magnética do espazo de aire do motor e da densidade magnética do dente. A densidade magnética do dente está a unha certa distancia do punto de inflexión do material, que se presume que é causada pola alta perda de ferro cando o motor está deseñado a alta velocidade.
A partir do modelo da estrutura do motor e da reixa, defina o material, defina o núcleo do estator como aceiro estrutural e defina a carcasa como material de aluminio e realice unha análise modal do motor no seu conxunto.O modo global do motor obtense como se mostra na seguinte figura. 
forma de modo de primeira orde 
forma de modo de segunda orde 
forma de modo de terceira orde
Análise da vibración do motor Analízase a resposta harmónica do motor e os resultados da aceleración da vibración a varias velocidades móstranse na figura seguinte. 
Aceleración radial de 1000 Hz 
Aceleración radial de 1500 Hz
Aceleración radial de 2000 Hz
Hora de publicación: 13-Xun-2022