मोटर में स्टेटर का विद्युत चुम्बकीय शोर मुख्य रूप से दो कारकों से प्रभावित होता है, विद्युत चुम्बकीय उत्तेजना बल और संरचनात्मक प्रतिक्रिया और संबंधित उत्तेजना बल के कारण ध्वनिक विकिरण। शोध की समीक्षा.
शेफ़ील्ड विश्वविद्यालय, यूके आदि के प्रोफेसर ZQZhu ने स्थायी चुंबक मोटर स्टेटर के विद्युत चुम्बकीय बल और शोर का अध्ययन करने के लिए विश्लेषणात्मक विधि का उपयोग किया, स्थायी चुंबक ब्रशलेस मोटर के विद्युत चुम्बकीय बल का सैद्धांतिक अध्ययन और स्थायी के कंपन का अध्ययन किया। 10 पोल और 9 स्लॉट के साथ चुंबक ब्रशलेस डीसी मोटर। शोर का अध्ययन किया जाता है, विद्युत चुम्बकीय बल और स्टेटर दांत की चौड़ाई के बीच संबंध का सैद्धांतिक रूप से अध्ययन किया जाता है, और टोक़ तरंग और कंपन और शोर के अनुकूलन परिणामों के बीच संबंध का विश्लेषण किया जाता है।शेनयांग प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के प्रोफेसर तांग रेनयुआन और सोंग झिहुआन ने स्थायी चुंबक मोटर में विद्युत चुम्बकीय बल और इसके हार्मोनिक्स का अध्ययन करने के लिए एक संपूर्ण विश्लेषणात्मक विधि प्रदान की, जिसने स्थायी चुंबक मोटर के शोर सिद्धांत पर आगे के शोध के लिए सैद्धांतिक समर्थन प्रदान किया।विद्युत चुम्बकीय कंपन शोर स्रोत का विश्लेषण साइन तरंग और आवृत्ति कनवर्टर द्वारा संचालित स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर के आसपास किया जाता है, वायु अंतराल चुंबकीय क्षेत्र की विशेषता आवृत्ति, सामान्य विद्युत चुम्बकीय बल और कंपन शोर का अध्ययन किया जाता है, और टोक़ का कारण तरंग का विश्लेषण किया जाता है. तत्व का उपयोग करके टॉर्क स्पंदन का अनुकरण और प्रयोगात्मक रूप से सत्यापन किया गया था, और विभिन्न स्लॉट-पोल फिट स्थितियों के तहत टॉर्क स्पंदन, साथ ही टॉर्क स्पंदन पर वायु अंतराल लंबाई, ध्रुव चाप गुणांक, चैम्फर्ड कोण और स्लॉट चौड़ाई के प्रभावों का विश्लेषण किया गया था। .विद्युत चुम्बकीय रेडियल बल और स्पर्शरेखीय बल मॉडल, और संबंधित मोडल सिमुलेशन किया जाता है, आवृत्ति डोमेन में विद्युत चुम्बकीय बल और कंपन शोर प्रतिक्रिया का विश्लेषण किया जाता है और ध्वनिक विकिरण मॉडल का विश्लेषण किया जाता है, और संबंधित सिमुलेशन और प्रयोगात्मक अनुसंधान किया जाता है। यह बताया गया है कि स्थायी चुंबक मोटर स्टेटर के मुख्य मोड चित्र में दिखाए गए हैं।
स्थायी चुंबक मोटर का मुख्य मोड
मोटर बॉडी संरचना अनुकूलन प्रौद्योगिकीमोटर में मुख्य चुंबकीय प्रवाह काफी हद तक रेडियल रूप से वायु अंतराल में प्रवेश करता है, और स्टेटर और रोटर पर रेडियल बल उत्पन्न करता है, जिससे विद्युत चुम्बकीय कंपन और शोर होता है।साथ ही, यह स्पर्शरेखा क्षण और अक्षीय बल उत्पन्न करता है, जिससे स्पर्शरेखा कंपन और अक्षीय कंपन होता है।कई अवसरों में, जैसे कि असममित मोटर या एकल-चरण मोटर, उत्पन्न स्पर्शरेखीय कंपन बहुत बड़ा होता है, और मोटर से जुड़े घटकों की प्रतिध्वनि पैदा करना आसान होता है, जिसके परिणामस्वरूप विकिरणित शोर होता है।विद्युत चुम्बकीय शोर की गणना करने और इन शोरों का विश्लेषण और नियंत्रण करने के लिए, उनके स्रोत को जानना आवश्यक है, जो कि बल तरंग है जो कंपन और शोर उत्पन्न करती है।इस कारण से, वायु-अंतराल चुंबकीय क्षेत्र के विश्लेषण के माध्यम से विद्युत चुम्बकीय बल तरंगों का विश्लेषण किया जाता है।यह मानते हुए कि स्टेटर द्वारा उत्पादित चुंबकीय प्रवाह घनत्व तरंग है, और चुंबकीय प्रवाह घनत्व तरंग हैरोटर द्वारा उत्पादित है, तो वायु अंतराल में उनकी समग्र चुंबकीय प्रवाह घनत्व तरंग को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:
स्टेटर और रोटर स्लॉटिंग, वाइंडिंग वितरण, इनपुट वर्तमान तरंग विरूपण विरूपण, वायु-अंतराल परमिट में उतार-चढ़ाव, रोटर विलक्षणता और समान असंतुलन जैसे कारक सभी यांत्रिक विरूपण और फिर कंपन का कारण बन सकते हैं। अंतरिक्ष हार्मोनिक्स, समय हार्मोनिक्स, स्लॉट हार्मोनिक्स, विलक्षणता हार्मोनिक्स और मैग्नेटोमोटिव बल की चुंबकीय संतृप्ति सभी बल और टोक़ के उच्च हार्मोनिक्स उत्पन्न करते हैं। विशेष रूप से एसी मोटर में रेडियल बल तरंग, यह एक ही समय में मोटर के स्टेटर और रोटर पर कार्य करेगी और चुंबकीय सर्किट विरूपण उत्पन्न करेगी।स्टेटर-फ़्रेम और रोटर-केसिंग संरचना मोटर शोर का मुख्य विकिरण स्रोत है।यदि रेडियल बल स्टेटर-बेस सिस्टम की प्राकृतिक आवृत्ति के करीब या उसके बराबर है, तो प्रतिध्वनि उत्पन्न होगी, जो मोटर स्टेटर सिस्टम के विरूपण का कारण बनेगी और कंपन और ध्वनिक शोर उत्पन्न करेगी।ज्यादातर मामलों में,कम-आवृत्ति 2f, उच्च-क्रम रेडियल बल के कारण होने वाला मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव शोर नगण्य है (f मोटर की मौलिक आवृत्ति है, p मोटर पोल जोड़े की संख्या है)। हालाँकि, मैग्नेटोस्ट्रिक्शन द्वारा प्रेरित रेडियल बल वायु-अंतराल चुंबकीय क्षेत्र द्वारा प्रेरित रेडियल बल के लगभग 50% तक पहुंच सकता है।इन्वर्टर द्वारा संचालित मोटर के लिए, इसके स्टेटर वाइंडिंग्स के वर्तमान में उच्च-क्रम समय हार्मोनिक्स के अस्तित्व के कारण, समय हार्मोनिक्स अतिरिक्त स्पंदित टॉर्क उत्पन्न करेगा, जो आमतौर पर स्पेस हार्मोनिक्स द्वारा उत्पन्न स्पंदित टॉर्क से बड़ा होता है। बड़ा।इसके अलावा, रेक्टिफायर यूनिट द्वारा उत्पन्न वोल्टेज तरंग भी मध्यवर्ती सर्किट के माध्यम से इन्वर्टर तक प्रेषित होती है, जिसके परिणामस्वरूप एक अन्य प्रकार का स्पंदनशील टॉर्क उत्पन्न होता है।जहां तक स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर के विद्युत चुम्बकीय शोर का सवाल है, मैक्सवेल बल और मैग्नेटोस्ट्रिक्टिव बल मोटर कंपन और शोर पैदा करने वाले मुख्य कारक हैं।
मोटर स्टेटर कंपन विशेषताएँमोटर का विद्युत चुम्बकीय शोर न केवल वायु अंतराल चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उत्पन्न विद्युत चुम्बकीय बल तरंग की आवृत्ति, क्रम और आयाम से संबंधित है, बल्कि मोटर संरचना के प्राकृतिक मोड से भी संबंधित है।विद्युत चुम्बकीय शोर मुख्य रूप से मोटर स्टेटर और आवरण के कंपन से उत्पन्न होता है।इसलिए, सैद्धांतिक सूत्रों या सिमुलेशन के माध्यम से स्टेटर की प्राकृतिक आवृत्ति की पहले से भविष्यवाणी करना, और विद्युत चुम्बकीय बल आवृत्ति और स्टेटर की प्राकृतिक आवृत्ति को चौंका देना, विद्युत चुम्बकीय शोर को कम करने का एक प्रभावी साधन है।जब मोटर की रेडियल बल तरंग की आवृत्ति स्टेटर के एक निश्चित क्रम की प्राकृतिक आवृत्ति के बराबर या उसके करीब होती है, तो प्रतिध्वनि उत्पन्न होगी।इस समय, भले ही रेडियल बल तरंग का आयाम बड़ा न हो, यह स्टेटर के एक बड़े कंपन का कारण बनेगा, जिससे एक बड़ा विद्युत चुम्बकीय शोर उत्पन्न होगा।मोटर शोर के लिए, सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि रेडियल कंपन के साथ प्राकृतिक मोड का अध्ययन करना मुख्य है, अक्षीय क्रम शून्य है, और स्थानिक मोड आकार छठे क्रम से नीचे है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।
स्टेटर कंपन प्रपत्र
मोटर की कंपन विशेषताओं का विश्लेषण करते समय, मोटर स्टेटर के मोड आकार और आवृत्ति पर भिगोना के सीमित प्रभाव के कारण, इसे अनदेखा किया जा सकता है।जैसा कि दिखाया गया है, संरचनात्मक अवमंदन एक उच्च ऊर्जा अपव्यय तंत्र को लागू करके गुंजयमान आवृत्ति के पास कंपन के स्तर को कम करना है, और इसे केवल गुंजयमान आवृत्ति पर या उसके निकट माना जाता है।
भीगने का प्रभाव
स्टेटर में वाइंडिंग जोड़ने के बाद, आयरन कोर स्लॉट में वाइंडिंग की सतह को वार्निश के साथ इलाज किया जाता है, इंसुलेटिंग पेपर, वार्निश और तांबे के तार एक दूसरे से जुड़े होते हैं, और स्लॉट में इंसुलेटिंग पेपर भी दांतों से बारीकी से जुड़ा होता है। लौह कोर का.इसलिए, इन-स्लॉट वाइंडिंग का लौह कोर में एक निश्चित कठोरता का योगदान होता है और इसे अतिरिक्त द्रव्यमान के रूप में नहीं माना जा सकता है।जब विश्लेषण के लिए परिमित तत्व विधि का उपयोग किया जाता है, तो ऐसे पैरामीटर प्राप्त करना आवश्यक होता है जो कोगिंग में वाइंडिंग की सामग्री के अनुसार विभिन्न यांत्रिक गुणों की विशेषता बताते हैं।प्रक्रिया के कार्यान्वयन के दौरान, डिपिंग पेंट की गुणवत्ता सुनिश्चित करने का प्रयास करें, कॉइल वाइंडिंग का तनाव बढ़ाएं, वाइंडिंग और लोहे की कोर की जकड़न में सुधार करें, मोटर संरचना की कठोरता बढ़ाएं, बचने के लिए प्राकृतिक आवृत्ति बढ़ाएं अनुनाद, कंपन आयाम को कम करें, और विद्युत चुम्बकीय तरंगों को कम करें। शोर।आवरण में दबाए जाने के बाद स्टेटर की प्राकृतिक आवृत्ति एकल स्टेटर कोर से भिन्न होती है। आवरण स्टेटर संरचना की ठोस आवृत्ति, विशेष रूप से निम्न-क्रम ठोस आवृत्ति में काफी सुधार कर सकता है। घूर्णी गति परिचालन बिंदुओं की वृद्धि से मोटर डिजाइन में प्रतिध्वनि से बचने की कठिनाई बढ़ जाती है।मोटर को डिजाइन करते समय, शेल संरचना की जटिलता को कम किया जाना चाहिए, और अनुनाद की घटना से बचने के लिए शेल की मोटाई को उचित रूप से बढ़ाकर मोटर संरचना की प्राकृतिक आवृत्ति को बढ़ाया जा सकता है।इसके अलावा, परिमित तत्व अनुमान का उपयोग करते समय स्टेटर कोर और आवरण के बीच संपर्क संबंध को उचित रूप से निर्धारित करना बहुत महत्वपूर्ण है।
मोटर्स का विद्युत चुम्बकीय विश्लेषणमोटर के विद्युत चुम्बकीय डिजाइन के एक महत्वपूर्ण संकेतक के रूप में, चुंबकीय घनत्व आमतौर पर मोटर की कार्यशील स्थिति को प्रतिबिंबित कर सकता है।इसलिए, हम पहले चुंबकीय घनत्व मान निकालते हैं और जांचते हैं, पहला है सिमुलेशन की सटीकता को सत्यापित करना, और दूसरा है विद्युत चुम्बकीय बल के बाद के निष्कर्षण के लिए एक आधार प्रदान करना।निकाले गए मोटर चुंबकीय घनत्व क्लाउड आरेख को निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है।
क्लाउड मैप से यह देखा जा सकता है कि चुंबकीय अलगाव पुल की स्थिति में चुंबकीय घनत्व स्टेटर और रोटर कोर के बीएच वक्र के विभक्ति बिंदु से काफी अधिक है, जो बेहतर चुंबकीय अलगाव प्रभाव निभा सकता है।
वायु अंतराल प्रवाह घनत्व वक्रमोटर एयर गैप और दांत की स्थिति के चुंबकीय घनत्व को निकालें, एक वक्र बनाएं, और आप मोटर एयर गैप चुंबकीय घनत्व और दांत चुंबकीय घनत्व के विशिष्ट मान देख सकते हैं। दांत का चुंबकीय घनत्व सामग्री के विभक्ति बिंदु से एक निश्चित दूरी है, जो मोटर को उच्च गति पर डिज़ाइन किए जाने पर उच्च लौह हानि के कारण माना जाता है।
मोटर मॉडल विश्लेषणमोटर संरचना मॉडल और ग्रिड के आधार पर, सामग्री को परिभाषित करें, स्टेटर कोर को संरचनात्मक स्टील के रूप में परिभाषित करें, और आवरण को एल्यूमीनियम सामग्री के रूप में परिभाषित करें, और समग्र रूप से मोटर पर मोडल विश्लेषण करें।मोटर का समग्र मोड प्राप्त किया गया है जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।
प्रथम-क्रम मोड आकार
दूसरे क्रम का मोड आकार
तीसरे क्रम का मोड आकार
मोटर कंपन विश्लेषणमोटर की हार्मोनिक प्रतिक्रिया का विश्लेषण किया जाता है, और विभिन्न गति पर कंपन त्वरण के परिणाम नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए हैं।