સ્ટેટર ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફોર્સના પ્રભાવ પર અભ્યાસ
મોટરમાં સ્ટેટરનો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અવાજ મુખ્યત્વે બે પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઉત્તેજના બળ અને માળખાકીય પ્રતિભાવ અને અનુરૂપ ઉત્તેજના બળને કારણે એકોસ્ટિક રેડિયેશન. સંશોધનની સમીક્ષા.
યુનિવર્સિટી ઓફ શેફિલ્ડ, યુકે, વગેરેના પ્રોફેસર ZQZhu એ સ્થાયી ચુંબક મોટર સ્ટેટરના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળ અને અવાજનો અભ્યાસ કરવા માટે વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિનો ઉપયોગ કર્યો, કાયમી ચુંબક બ્રશલેસ મોટરના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળનો સૈદ્ધાંતિક અભ્યાસ, અને કાયમી ચુંબકના કંપનનો અભ્યાસ કર્યો. 10 ધ્રુવો અને 9 સ્લોટ સાથે મેગ્નેટ બ્રશલેસ ડીસી મોટર. અવાજનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફોર્સ અને સ્ટેટર દાંતની પહોળાઈ વચ્ચેના સંબંધનો સૈદ્ધાંતિક રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવે છે, અને ટોર્ક લહેરિયાં અને સ્પંદન અને અવાજના ઑપ્ટિમાઇઝેશન પરિણામો વચ્ચેના સંબંધનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.શેન્યાંગ યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્નોલોજીના પ્રોફેસર તાંગ રેન્યુઆન અને સોંગ ઝિહુઆને કાયમી ચુંબક મોટરમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળ અને તેના હાર્મોનિક્સનો અભ્યાસ કરવા માટે એક સંપૂર્ણ વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિ પ્રદાન કરી, જેણે કાયમી ચુંબક મોટરના અવાજ સિદ્ધાંત પર વધુ સંશોધન માટે સૈદ્ધાંતિક સમર્થન પૂરું પાડ્યું.સાઈન વેવ અને ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ટર દ્વારા સંચાલિત કાયમી ચુંબક સિંક્રનસ મોટરની આસપાસ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વાઇબ્રેશન અવાજ સ્ત્રોતનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, એર ગેપ મેગ્નેટિક ફિલ્ડની લાક્ષણિક આવર્તન, સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફોર્સ અને વાઇબ્રેશન અવાજનો અભ્યાસ કરવામાં આવે છે, અને ટોર્કનું કારણ શું છે. લહેરનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. ટોર્ક પલ્સેશનને એલિમેન્ટનો ઉપયોગ કરીને પ્રાયોગિક રીતે સિમ્યુલેટેડ અને ચકાસવામાં આવ્યું હતું, અને ટોર્ક પલ્સેશન વિવિધ સ્લોટ-પોલ ફિટ પરિસ્થિતિઓમાં તેમજ એર ગેપની લંબાઈ, ધ્રુવ આર્ક ગુણાંક, ચેમ્ફર્ડ એંગલ અને ટોર્ક પલ્સેશન પર સ્લોટ પહોળાઈની અસરોનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. .ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયલ ફોર્સ અને ટેન્જેન્શિયલ ફોર્સ મોડેલ, અને અનુરૂપ મોડલ સિમ્યુલેશન હાથ ધરવામાં આવે છે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફોર્સ અને વાઇબ્રેશન અવાજ પ્રતિભાવનું આવર્તન ડોમેનમાં વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે અને એકોસ્ટિક રેડિયેશન મોડેલનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, અને અનુરૂપ સિમ્યુલેશન અને પ્રાયોગિક સંશોધન હાથ ધરવામાં આવે છે. તે દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે કાયમી ચુંબક મોટર સ્ટેટરના મુખ્ય મોડ્સ આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યા છે.
કાયમી ચુંબક મોટરનો મુખ્ય મોડ
મોટર બોડી સ્ટ્રક્ચર ઓપ્ટિમાઇઝેશન ટેકનોલોજીમોટરમાં મુખ્ય ચુંબકીય પ્રવાહ હવાના અંતરમાં નોંધપાત્ર રીતે રેડિયલી પ્રવેશે છે, અને સ્ટેટર અને રોટર પર રેડિયલ દળો ઉત્પન્ન કરે છે, જેનાથી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વાઇબ્રેશન અને અવાજ થાય છે.તે જ સમયે, તે સ્પર્શક ક્ષણ અને અક્ષીય બળ પેદા કરે છે, જેના કારણે સ્પર્શક કંપન અને અક્ષીય કંપન થાય છે.ઘણા પ્રસંગોમાં, જેમ કે અસમપ્રમાણ મોટર્સ અથવા સિંગલ-ફેઝ મોટર્સ, પેદા થયેલ સ્પર્શક કંપન ખૂબ જ મોટું હોય છે, અને તે મોટર સાથે જોડાયેલા ઘટકોના પડઘોનું કારણ બને છે, પરિણામે વિકિરણ અવાજ થાય છે.ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અવાજની ગણતરી કરવા માટે, અને આ અવાજોનું વિશ્લેષણ અને નિયંત્રણ કરવા માટે, તેમના સ્ત્રોતને જાણવું જરૂરી છે, જે બળ તરંગ છે જે કંપન અને અવાજ પેદા કરે છે.આ કારણોસર, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળ તરંગોનું વિશ્લેષણ એર-ગેપ ચુંબકીય ક્ષેત્રના વિશ્લેષણ દ્વારા કરવામાં આવે છે.ધારી રહ્યા છીએ કે સ્ટેટર દ્વારા ઉત્પાદિત ચુંબકીય પ્રવાહ ઘનતા તરંગ છે, અને ચુંબકીય પ્રવાહ ઘનતા તરંગરોટર દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, પછી હવાના અંતરમાં તેમના સંયુક્ત ચુંબકીય પ્રવાહ ઘનતા તરંગને નીચે પ્રમાણે વ્યક્ત કરી શકાય છે:
સ્ટેટર અને રોટર સ્લોટિંગ, વિન્ડિંગ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન, ઇનપુટ વર્તમાન વેવફોર્મ વિકૃતિ, એર-ગેપ પરમીન્સ વધઘટ, રોટર વિલક્ષણતા અને સમાન અસંતુલન જેવા પરિબળો યાંત્રિક વિકૃતિ અને પછી કંપન તરફ દોરી શકે છે. સ્પેસ હાર્મોનિક્સ, ટાઈમ હાર્મોનિક્સ, સ્લોટ હાર્મોનિક્સ, એક્સેન્ટ્રીસીટી હાર્મોનિક્સ અને મેગ્નેટોમોટિવ ફોર્સનું મેગ્નેટિક સેચ્યુરેશન આ બધા બળ અને ટોર્કના ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સ પેદા કરે છે. ખાસ કરીને એસી મોટરમાં રેડિયલ ફોર્સ વેવ, તે એક જ સમયે મોટરના સ્ટેટર અને રોટર પર કાર્ય કરશે અને ચુંબકીય સર્કિટ વિકૃતિ ઉત્પન્ન કરશે.સ્ટેટર-ફ્રેમ અને રોટર-કેસિંગ સ્ટ્રક્ચર એ મોટર અવાજનું મુખ્ય રેડિયેશન સ્ત્રોત છે.જો રેડિયલ ફોર્સ સ્ટેટર-બેઝ સિસ્ટમની કુદરતી આવર્તનની નજીક અથવા સમાન હોય, તો રેઝોનન્સ થશે, જે મોટર સ્ટેટર સિસ્ટમના વિકૃતિનું કારણ બનશે અને કંપન અને એકોસ્ટિક અવાજ પેદા કરશે.મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં,ઓછી-આવર્તન 2f, ઉચ્ચ-ક્રમના રેડિયલ બળને કારણે થતો ચુંબકીય ઘોંઘાટ નજીવો છે (f એ મોટરની મૂળભૂત આવર્તન છે, p એ મોટર પોલ જોડીની સંખ્યા છે). જો કે, મેગ્નેટોસ્ટ્રિક્શન દ્વારા પ્રેરિત રેડિયલ બળ એર-ગેપ ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા પ્રેરિત રેડિયલ બળના લગભગ 50% સુધી પહોંચી શકે છે.ઇન્વર્ટર દ્વારા ચલાવવામાં આવતી મોટર માટે, તેના સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સના વર્તમાનમાં ઉચ્ચ-ઓર્ડર ટાઇમ હાર્મોનિક્સના અસ્તિત્વને કારણે, ટાઇમ હાર્મોનિક્સ વધારાના પલ્સેટિંગ ટોર્ક જનરેટ કરશે, જે સામાન્ય રીતે સ્પેસ હાર્મોનિક્સ દ્વારા જનરેટ થતા ધબકારા કરતા ટોર્ક કરતા મોટો હોય છે. મોટુંઆ ઉપરાંત, રેક્ટિફાયર એકમ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ વોલ્ટેજ રિપલ પણ ઈન્વર્ટરમાં ઈન્ટરમીડિયેટ સર્કિટ દ્વારા પ્રસારિત થાય છે, જેના પરિણામે અન્ય પ્રકારનો ધબકતો ટોર્ક થાય છે.જ્યાં સુધી કાયમી ચુંબક સિંક્રનસ મોટરના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અવાજનો સંબંધ છે, મેક્સવેલ બળ અને ચુંબકીય બળ એ મોટરના કંપન અને અવાજનું કારણ બનેલા મુખ્ય પરિબળો છે.
મોટર સ્ટેટર વાઇબ્રેશન લાક્ષણિકતાઓમોટરનો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અવાજ માત્ર એર ગેપ મેગ્નેટિક ફિલ્ડ દ્વારા પેદા થતા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફોર્સ વેવની આવર્તન, ક્રમ અને કંપનવિસ્તાર સાથે સંબંધિત નથી, પણ મોટર સ્ટ્રક્ચરના કુદરતી મોડ સાથે પણ સંબંધિત છે.ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અવાજ મુખ્યત્વે મોટર સ્ટેટર અને કેસીંગના કંપન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.તેથી, અગાઉથી સૈદ્ધાંતિક સૂત્રો અથવા સિમ્યુલેશન દ્વારા સ્ટેટરની કુદરતી આવર્તનનું અનુમાન લગાવવું, અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળની આવર્તન અને સ્ટેટરની કુદરતી આવર્તનને આશ્ચર્યચકિત કરવું, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અવાજ ઘટાડવાનું એક અસરકારક માધ્યમ છે.જ્યારે મોટરના રેડિયલ ફોર્સ તરંગની આવર્તન સ્ટેટરના ચોક્કસ ક્રમની કુદરતી આવર્તન જેટલી અથવા તેની નજીક હોય છે, ત્યારે રેઝોનન્સ થશે.આ સમયે, જો રેડિયલ ફોર્સ વેવનું કંપનવિસ્તાર મોટું ન હોય તો પણ, તે સ્ટેટરના મોટા કંપનનું કારણ બનશે, જેનાથી મોટો ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અવાજ ઉત્પન્ન થશે.મોટરના અવાજ માટે, સૌથી મહત્વની બાબત એ છે કે મુખ્ય તરીકે રેડિયલ કંપન સાથે કુદરતી સ્થિતિઓનો અભ્યાસ કરવો, અક્ષીય ક્રમ શૂન્ય છે, અને અવકાશી સ્થિતિનો આકાર છઠ્ઠા ક્રમની નીચે છે, જેમ કે આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે.
સ્ટેટર વાઇબ્રેશન ફોર્મ
મોટરની કંપન લાક્ષણિકતાઓનું વિશ્લેષણ કરતી વખતે, મોટર સ્ટેટરના મોડ આકાર અને આવર્તન પર ભીનાશના મર્યાદિત પ્રભાવને કારણે, તેને અવગણી શકાય છે.સ્ટ્રક્ચરલ ડેમ્પિંગ એ ઉચ્ચ ઉર્જા ડિસીપેશન મિકેનિઝમ લાગુ કરીને રેઝોનન્ટ ફ્રિકવન્સીની નજીકના કંપન સ્તરોમાં ઘટાડો છે, જેમ કે બતાવ્યા પ્રમાણે, અને માત્ર રેઝોનન્ટ આવર્તન પર અથવા તેની નજીક ગણવામાં આવે છે.
ભીનાશની અસર
સ્ટેટરમાં વિન્ડિંગ્સ ઉમેર્યા પછી, આયર્ન કોર સ્લોટમાં વિન્ડિંગ્સની સપાટીને વાર્નિશથી ટ્રીટ કરવામાં આવે છે, ઇન્સ્યુલેટીંગ પેપર, વાર્નિશ અને કોપર વાયર એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે, અને સ્લોટમાં રહેલા ઇન્સ્યુલેટીંગ પેપર પણ દાંત સાથે નજીકથી જોડાયેલા હોય છે. આયર્ન કોરનું.તેથી, ઇન-સ્લોટ વિન્ડિંગ આયર્ન કોરમાં ચોક્કસ જડતાનું યોગદાન ધરાવે છે અને તેને વધારાના સમૂહ તરીકે ગણી શકાય નહીં.જ્યારે વિશ્લેષણ માટે મર્યાદિત તત્વ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કોગિંગમાં વિન્ડિંગ્સની સામગ્રી અનુસાર વિવિધ યાંત્રિક ગુણધર્મો દર્શાવતા પરિમાણો મેળવવા જરૂરી છે.પ્રક્રિયાના અમલીકરણ દરમિયાન, ડિપિંગ પેઇન્ટની ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવાનો પ્રયાસ કરો, કોઇલ વિન્ડિંગનું તણાવ વધારવો, વિન્ડિંગ અને આયર્ન કોરની ચુસ્તતામાં સુધારો કરો, મોટર રચનાની કઠોરતામાં વધારો કરો, ટાળવા માટે કુદરતી આવર્તન વધારો. પડઘો, કંપન કંપનવિસ્તાર ઘટાડે છે અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો ઘટાડે છે. અવાજકેસીંગમાં દબાયા પછી સ્ટેટરની કુદરતી આવર્તન સિંગલ સ્ટેટર કોર કરતા અલગ હોય છે. કેસીંગ સ્ટેટર સ્ટ્રક્ચરની સોલિડ ફ્રીક્વન્સીમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે, ખાસ કરીને લો-ઓર્ડર સોલિડ ફ્રીક્વન્સી. રોટેશનલ સ્પીડ ઓપરેટિંગ પોઈન્ટનો વધારો મોટર ડીઝાઈનમાં રેઝોનન્સ ટાળવાની મુશ્કેલીમાં વધારો કરે છે.મોટરની રચના કરતી વખતે, શેલ સ્ટ્રક્ચરની જટિલતા ઓછી કરવી જોઈએ, અને રેઝોનન્સની ઘટનાને ટાળવા માટે શેલની જાડાઈને યોગ્ય રીતે વધારીને મોટર સ્ટ્રક્ચરની કુદરતી આવર્તન વધારી શકાય છે.વધુમાં, મર્યાદિત તત્વ અંદાજનો ઉપયોગ કરતી વખતે સ્ટેટર કોર અને કેસીંગ વચ્ચેના સંપર્ક સંબંધને વ્યાજબી રીતે સેટ કરવું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.
મોટર્સનું ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક વિશ્લેષણમોટરની ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ડિઝાઇનના મહત્વપૂર્ણ સૂચક તરીકે, ચુંબકીય ઘનતા સામાન્ય રીતે મોટરની કાર્યકારી સ્થિતિને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે.તેથી, અમે પ્રથમ ચુંબકીય ઘનતા મૂલ્યને બહાર કાઢીએ છીએ અને તપાસીએ છીએ, પ્રથમ સિમ્યુલેશનની ચોકસાઈ ચકાસવાનું છે, અને બીજું ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક બળના અનુગામી નિષ્કર્ષણ માટે આધાર પૂરો પાડવાનો છે.એક્સ્ટ્રેક્ટેડ મોટર મેગ્નેટિક ડેન્સિટી ક્લાઉડ ડાયાગ્રામ નીચેની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવ્યો છે.
ક્લાઉડ મેપ પરથી જોઈ શકાય છે કે મેગ્નેટિક આઈસોલેશન બ્રિજની સ્થિતિ પર ચુંબકીય ઘનતા સ્ટેટર અને રોટર કોરના BH વળાંકના ઈન્ફ્લેક્શન પોઈન્ટ કરતા ઘણી વધારે છે, જે વધુ સારી ચુંબકીય આઈસોલેશન ઈફેક્ટ ભજવી શકે છે.
એર ગેપ ફ્લક્સ ઘનતા વળાંકમોટર એર ગેપ અને દાંતની સ્થિતિની ચુંબકીય ઘનતા કાઢો, વળાંક દોરો અને તમે મોટર એર ગેપ ચુંબકીય ઘનતા અને દાંતની ચુંબકીય ઘનતાના ચોક્કસ મૂલ્યો જોઈ શકો છો. દાંતની ચુંબકીય ઘનતા એ સામગ્રીના વળાંક બિંદુથી ચોક્કસ અંતર છે, જે મોટરને ઊંચી ઝડપે ડિઝાઇન કરવામાં આવે ત્યારે લોખંડના ઊંચા નુકસાનને કારણે હોવાનું માનવામાં આવે છે.
મોટર મોડલ વિશ્લેષણમોટર સ્ટ્રક્ચર મોડલ અને ગ્રીડના આધારે, સામગ્રીને વ્યાખ્યાયિત કરો, સ્ટેટર કોરને માળખાકીય સ્ટીલ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરો, અને કેસીંગને એલ્યુમિનિયમ સામગ્રી તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરો, અને સમગ્ર મોટર પર મોડલ વિશ્લેષણ કરો.નીચેની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે મોટરનો એકંદર મોડ મેળવવામાં આવે છે.
પ્રથમ ઓર્ડર મોડ આકાર
સેકન્ડ-ઓર્ડર મોડ આકાર
થર્ડ-ઓર્ડર મોડ આકાર
મોટર કંપન વિશ્લેષણમોટરના હાર્મોનિક પ્રતિભાવનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, અને વિવિધ ઝડપે કંપન પ્રવેગના પરિણામો નીચેની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવે છે.