Туруктуу магнит кыймылдаткычынын титирөө жана ызы-чуусу
Статор электромагниттик күчүнүн таасирин изилдөө
Мотордогу статордун электромагниттик ызы-чуусуна негизинен эки фактор таасир этет, электромагниттик дүүлүктүрүүчү күч жана тиешелүү дүүлүктүрүүчү күчтөн келип чыккан структуралык жооп жана акустикалык нурлануу. Изилдөөгө сереп салуу.
Шеффилд университетинин профессору ZQZhu, Улуу Британия, ж. магнит щеткасыз DC мотор 10 уюл жана 9 көзөнөк менен. ызы-чуу изилденип, электромагниттик күч менен статордун тишинин туурасынын ортосундагы байланыш теориялык жактан изилденип, моменттин толкуну менен титирөө менен ызы-чууну оптималдаштыруу натыйжаларынын ортосундагы байланыш талданат.Шеньян технологиялык университетинин профессору Тан Ренюан жана Сонг Жихуан туруктуу магнит кыймылдаткычындагы электромагниттик күчтү жана анын гармоникасын изилдөө үчүн толук аналитикалык ыкманы камсыз кылышты, бул туруктуу магнит кыймылдаткычынын ызы-чуу теориясын андан ары изилдөөгө теориялык колдоо көрсөттү.Электромагниттик термелүү ызы-чуунун булагы синус толкуну жана жыштык өзгөрткүчү менен иштеген туруктуу магниттик синхрондук кыймылдаткычтын айланасында талданат, аба боштугунун магнит талаасынын мүнөздүү жыштыгы, нормалдуу электромагниттик күч жана титирөө ызы-чуусу, ошондой эле моменттин себеби изилденет. толкун талданат. Элементтин жардамы менен моменттин пульсациясы симуляцияланган жана эксперименталдык түрдө текшерилген жана ар кандай уяча-уюлга туура келүү шарттарында моменттин пульсациясы, ошондой эле аба боштугунун узундугунун, уюлдун жаасынын коэффициентинин, бурчтуу бурчтун жана уячанын туурасынын моменттин пульсациясына тийгизген таасири талданган. .Электромагниттик радиалдык күч жана тангенциалдык күч модели жана тиешелүү модалдык моделдөө жүргүзүлөт, электромагниттик күч жана термелүү ызы-чуунун реакциясы жыштык доменинде жана акустикалык нурлануу моделинде талданат, тиешелүү симуляциялык жана эксперименталдык изилдөөлөр жүргүзүлөт. Туруктуу магниттик мотор статорунун негизги режимдери сүрөттө көрсөтүлгөнү белгиленген.
Туруктуу магнит моторунун негизги режими
Мотор дене түзүлүшүн оптималдаштыруу технологиясыМотордогу негизги магнит агымы аба боштугуна олуттуу түрдө радиалдык түрдө кирип, статор менен роторго радиалдык күчтөрдү жаратып, электромагниттик термелүүнү жана ызы-чууну пайда кылат.Ошол эле учурда ал тангенциалдык жана октук термелүүнү пайда кылып, тангенциалдык моментти жана октук күчтү жаратат.Көп учурларда, мисалы, асимметриялык кыймылдаткычтар же бир фазалуу кыймылдаткычтар, жаралган тангенциалдык термелүү абдан чоң жана моторго туташтырылган компоненттердин резонанс жаратышы оңой, натыйжада нурлануучу ызы-чуу пайда болот.Электромагниттик ызы-чууларды эсептөө жана бул ызы-чууларды анализдөө жана көзөмөлдөө үчүн алардын булагын билүү зарыл, бул титирөөнү жана ызы-чууну жаратуучу күч толкуну.Ушул себептен улам, электромагниттик күч толкундарын талдоо аба боштук магнит талаасын талдоо аркылуу жүзөгө ашырылат.Статор чыгарган магнит агымынын тыгыздыгынын толкуну , ал эми магнит агымынын тыгыздыгы толкуну деп ойлосокротор тарабынан өндүрүлгөн, анда аба боштугунда алардын курама магнит агымынын тыгыздыгы толкун төмөнкүчө чагылдырууга болот:
Статор менен ротордун уячалары, орамдардын бөлүштүрүлүшү, кирүүчү токтун толкун формасынын бурмаланышы, аба боштугунун флуктуациясы, ротордун эксцентриситети жана ошол эле тең салмаксыздык сыяктуу факторлор механикалык деформацияга, андан кийин термелүүгө алып келиши мүмкүн. Космос гармоникасы, убакыт гармоникасы, уяча гармоникасы, эксцентритикалык гармоникасы жана магниттик кыймылдаткыч күчтүн магниттик каныккандыгы күчтүн жана моменттин жогорку гармоникасын жаратат. Айрыкча AC кыймылдаткычындагы радиалдык күч толкуну, ал бир эле учурда мотордун статоруна жана роторуна таасир этет жана магниттик чынжырдын бурмаланышын жаратат.Статор рамкасы жана ротор корпусу мотор ызы-чуунун негизги нурлануу булагы болуп саналат.Эгерде радиалдык күч статор-базалык системанын табигый жыштыгына жакын же ага барабар болсо, резонанс пайда болот, ал мотор статор системасынын деформациясын пайда кылат жана термелүү жана акустикалык ызы-чуу пайда болот.Көпчүлүк учурларда,төмөнкү жыштыктагы 2f, жогорку тартиптеги радиалдык күч менен шартталган магнитострикциялык ызы-чуу анчалык деле чоң эмес (f - кыймылдаткычтын негизги жыштыгы, p - мотор уюл жуптарынын саны). Бирок, магнитострикциядан улам пайда болгон радиалдык күч абанын боштугунун магнит талаасынан келип чыккан радиалдык күчтүн болжол менен 50% жетиши мүмкүн.Инвертор тарабынан башкарылуучу мотор үчүн, анын статорунун орамдарынын агымында жогорку тартиптеги убакыт гармоникасы бар болгондуктан, убакыт гармоникасы кошумча пульсирлөө моментин жаратат, ал, адатта, космос гармоникасы тарабынан түзүлгөн пульсирлөө моментинен чоңураак. чоң.Кошумчалай кетсек, түзөтүүчү блок тарабынан түзүлгөн чыңалуу толкуну да инверторго аралык схема аркылуу берилет, натыйжада башка түрдөгү пульсирлөөчү момент пайда болот.Туруктуу магниттик синхрондук кыймылдаткычтын электромагниттик ызы-чуусуна келсек, Максвелл күчү жана магнитостриктивдик күч мотордун титирөөсүн жана ызы-чуусун пайда кылган негизги факторлор болуп саналат.
Мотор статорунун вибрациясынын мүнөздөмөлөрүМотордун электромагниттик ызы-чуусу аба боштук магнит талаасынан пайда болгон электромагниттик күч толкунунун жыштыгына, тартибине жана амплитудасына гана эмес, кыймылдаткычтын түзүлүшүнүн табигый режимине да байланыштуу.Электромагниттик ызы-чуу негизинен мотор статорунун жана корпусунун титирөөсүнөн пайда болот.Демек, статордун табигый жыштыгын алдын ала теориялык формулалар же симуляциялар аркылуу алдын ала айтуу жана электромагниттик күчтүн жыштыгын жана статордун табигый жыштыгын таң калтыруу электромагниттик ызы-чууну азайтуунун эффективдүү каражаты болуп саналат.Мотордун радиалдык күч толкунунун жыштыгы статордун белгилүү бир тартибиндеги табигый жыштыкка барабар же жакын болгондо, резонанс пайда болот.Бул учурда радиалдык күч толкунунун амплитудасы чоң болбосо да, ал статордун чоң термелүүсүн пайда кылат, ошону менен чоң электромагниттик ызы-чуу пайда болот.Мотор ызы-чуусу үчүн эң негизгиси радиалдык титирөө менен табигый режимдерди изилдөө, октук тартиби нөл, ал эми мейкиндик режиминин формасы сүрөттө көрсөтүлгөндөй алтынчы тартиптен төмөн.
Статор термелүү формасы
Кыймылдаткычтын титирөө мүнөздөмөлөрүн талдоодо демпфердин кыймылдаткыч статорунун режиминин формасына жана жыштыгына таасири чектелгендигинен улам, ага көңүл бурулбай коюуга болот.Структуралык басаңдатуу – бул көрсөтүлгөндөй, жогорку энергияны диссипациялоо механизмин колдонуу аркылуу резонанстык жыштыкка жакын термелүү деңгээлин азайтуу жана резонанстык жыштыкта же ага жакын жерде гана каралат.
басаңдатуучу таасир
Статорго оромдор кошулгандан кийин темир өзөкчөдөгү оромдордун бети лак менен иштетилет, изоляциялык кагаз, лак жана жез зым бири-бирине бекитилет, ал эми оюктагы изоляциялык кагаз да тиштерге тыгыз бекитилет. темир өзөктөн.Ошондуктан, уячадагы орогуч темир өзөккө белгилүү бир катуулугуна ээ жана кошумча масса катары кароого болбойт.Анализ үчүн чектүү элементтер ыкмасы колдонулганда тиштеги оромдордун материалы боюнча ар кандай механикалык касиеттерди мүнөздөгөн параметрлерди алуу зарыл.Процессти ишке ашыруу учурунда, чөмүлүүчү боёктун сапатын камсыз кылууга, катушканын орогунун чыңалуусун жогорулатууга, орамдын жана темир өзөктүн тыгыздыгын жакшыртууга, мотор структурасынын катуулугун жогорулатууга, табигый жыштыкты жогорулатууга аракет кылыңыз. резонанс, термелүү амплитудасын азайтат жана электромагниттик толкундарды азайтат. ызы-чуу.Корпуска басылгандан кийин статордун табигый жыштыгы бир статордук өзөктөн айырмаланат. Корпус статор түзүмүнүн катуу жыштыгын, айрыкча төмөнкү тартиптеги катуу жыштыгын олуттуу түрдө жакшыртат. Айлануу ылдамдыгынын иштөө пункттарынын көбөйүшү мотор конструкциясында резонансты болтурбоо кыйынчылыгын жогорулатат.Моторду долбоорлоодо, кабык структурасынын татаалдыгын азайтуу керек, ал эми мотор структурасынын табигый жыштыгын резонанстын пайда болушуна жол бербөө үчүн кабыктын калыңдыгын тийиштүү түрдө көбөйтүү менен көбөйтүүгө болот.Мындан тышкары, чектүү элементтерди баалоодо статордун өзөгү менен корпустун ортосундагы байланыш мамилелерин негиздүү орнотуу абдан маанилүү.
Моторлордун электромагниттик анализиМотордун электромагниттик дизайнынын маанилүү көрсөткүчү катары магниттик тыгыздык, адатта, мотордун иштөө абалын чагылдыра алат.Ошондуктан, биз адегенде магниттик тыгыздыктын маанисин чыгарып, текшеребиз, биринчиси - симуляциянын тактыгын текшерүү, экинчиси - электромагниттик күчтү андан ары алуу үчүн негиз түзүү.Алынган мотордун магниттик тыгыздыгынын булут диаграммасы төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөн.
Булут картасынан магниттик изоляциялык көпүрөнүн абалындагы магниттик тыгыздык статор менен ротордун өзөгүнүн BH ийри сызыгынын ийрилүү чекитинен алда канча жогору экенин көрүүгө болот, ал магниттик изоляция эффектин жакшыраак аткара алат.
Аба боштугунун агымынын тыгыздыгынын ийри сызыгыМотордук аба боштугунун жана тиштин абалынын магниттик тыгыздыгын чыгарып, ийри сызыкты тартыңыз, ошондо сиз мотор аба боштугунун магниттик тыгыздыгынын жана тиштин магниттик тыгыздыгынын өзгөчө маанилерин көрө аласыз. Тиштин магниттик тыгыздыгы - бул мотор жогорку ылдамдыкта иштелип чыкканда темирдин жогорку жоготуусу менен шартталган деп болжолдонгон материалдын ийилген жеринен белгилүү бир аралыкта.
Модалдык анализМотор түзүмүнүн моделине жана торуна таянып, материалды аныктаңыз, статордун өзөгүн структуралык болот катары аныктаңыз, ал эми корпусту алюминий материалы катары аныктаңыз жана бүтүндөй моторго модалдык талдоо жүргүзүңүз.Мотордун жалпы режими төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй алынат.
биринчи тартиптеги режим формасы
экинчи тартиптеги режим формасы
үчүнчү тартиптеги режим формасы
Мотор титирөөнүн анализиМотордун гармоникалык реакциясы талданат жана ар кандай ылдамдыкта титирөөнүн ылдамданышынын натыйжалары төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөн.