Pētījums par statora elektromagnētiskā spēka ietekmi
Statora elektromagnētisko troksni motorā galvenokārt ietekmē divi faktori, elektromagnētiskais ierosmes spēks un strukturālā reakcija un akustiskais starojums, ko rada attiecīgais ierosmes spēks. Pētījuma apskats.
Profesors ZQZhu no Šefīldas Universitātes Apvienotajā Karalistē uc izmantoja analītisko metodi, lai pētītu pastāvīgā magnēta motora statora elektromagnētisko spēku un troksni, teorētisko pētījumu par pastāvīgā magnēta bezsuku motora elektromagnētisko spēku un pastāvīgā magnēta motora vibrāciju. Magnēta bezsuku līdzstrāvas motors ar 10 poliem un 9 slotiem. Tiek pētīts troksnis, teorētiski izpētīta sakarība starp elektromagnētisko spēku un statora zoba platumu, kā arī analizēta saistība starp griezes momenta pulsāciju un vibrācijas un trokšņa optimizācijas rezultātiem.Profesors Tang Renyuan un Song Zhihuan no Šenjanas Tehnoloģiju universitātes nodrošināja pilnīgu analītisko metodi, lai pētītu elektromagnētisko spēku un tā harmonikas pastāvīgā magnēta motorā, kas sniedza teorētisku atbalstu turpmākiem pētījumiem par pastāvīgā magnēta motora trokšņa teoriju.Elektromagnētiskās vibrācijas trokšņa avots tiek analizēts ap pastāvīgā magnēta sinhrono motoru, ko darbina sinusoidālais vilnis un frekvences pārveidotājs, tiek pētīta gaisa spraugas magnētiskā lauka raksturīgā frekvence, normālais elektromagnētiskais spēks un vibrācijas troksnis, kā arī griezes momenta iemesls. viļņošanās tiek analizēta. Griezes momenta pulsācija tika simulēta un eksperimentāli pārbaudīta, izmantojot elementu, un tika analizēta griezes momenta pulsācija dažādos spraugas polu pielāgošanas apstākļos, kā arī gaisa spraugas garuma, pola loka koeficienta, slīpuma leņķa un spraugas platuma ietekme uz griezes momenta pulsāciju. .Tiek veikts elektromagnētiskā radiālā spēka un tangenciālā spēka modelis un atbilstošā modālā simulācija, tiek analizēta elektromagnētiskā spēka un vibrācijas trokšņa reakcija frekvenču diapazonā un akustiskā starojuma modelis, kā arī tiek veikta atbilstošā simulācija un eksperimentālie pētījumi. Tiek norādīts, ka pastāvīgā magnēta motora statora galvenie režīmi ir parādīti attēlā.
Pastāvīgā magnēta motora galvenais režīms
Motora korpusa struktūras optimizācijas tehnoloģijaGalvenā magnētiskā plūsma motorā ieplūst gaisa spraugā būtībā radiāli un rada radiālus spēkus uz statoru un rotoru, izraisot elektromagnētisko vibrāciju un troksni.Tajā pašā laikā tas rada tangenciālo momentu un aksiālo spēku, izraisot tangenciālo vibrāciju un aksiālo vibrāciju.Daudzos gadījumos, piemēram, asimetriskos motoros vai vienfāzes motoros, radītā tangenciālā vibrācija ir ļoti liela, un ir viegli izraisīt motoram pievienoto komponentu rezonansi, kā rezultātā rodas izstarots troksnis.Lai aprēķinātu elektromagnētisko troksni un analizētu un kontrolētu šos trokšņus, ir jāzina to avots, kas ir spēka vilnis, kas rada vibrāciju un troksni.Šī iemesla dēļ elektromagnētiskā spēka viļņu analīze tiek veikta, izmantojot gaisa spraugas magnētiskā lauka analīzi.Pieņemot, ka statora radītais magnētiskās plūsmas blīvuma vilnis ir , bet magnētiskās plūsmas blīvuma vilnisko ražo rotors ir, tad to salikto magnētiskās plūsmas blīvuma vilni gaisa spraugā var izteikt šādi:
Tādi faktori kā statora un rotora spraugas, tinumu sadalījums, ieejas strāvas viļņu formas kropļojumi, gaisa spraugas caurlaidības svārstības, rotora ekscentricitāte un tā pati nelīdzsvarotība var izraisīt mehānisku deformāciju un pēc tam vibrāciju. Telpas harmonikas, laika harmonikas, spraugu harmonikas, ekscentricitātes harmonikas un magnetomotīves spēka magnētiskais piesātinājums rada augstākas spēka un griezes momenta harmonikas. Īpaši radiālais spēka vilnis maiņstrāvas motorā, tas vienlaikus iedarbosies uz motora statoru un rotoru un radīs magnētiskās ķēdes kropļojumus.Statora rāmja un rotora korpusa struktūra ir galvenais motora trokšņa starojuma avots.Ja radiālais spēks ir tuvu vai vienāds ar statora-bāzes sistēmas dabisko frekvenci, radīsies rezonanse, kas izraisīs motora statora sistēmas deformāciju un radīs vibrāciju un akustisku troksni.Vairumā gadījumumagnetostriktīvais troksnis, ko rada zemas frekvences 2f, augstas pakāpes radiālais spēks, ir niecīgs (f ir motora pamatfrekvence, p ir motora polu pāru skaits). Tomēr magnetostrikcijas izraisītais radiālais spēks var sasniegt aptuveni 50% no gaisa spraugas magnētiskā lauka izraisītā radiālā spēka.Motoram, ko darbina invertors, tā statora tinumu strāvā esošās augstas pakāpes laika harmonikas, laika harmonikas radīs papildu pulsējošu griezes momentu, kas parasti ir lielāks par telpas harmoniku radīto pulsējošo griezes momentu. liels.Turklāt taisngrieža bloka radītā sprieguma pulsācija caur starpķēdi tiek pārsūtīta uz invertoru, kā rezultātā rodas cita veida pulsējošs griezes moments.Kas attiecas uz pastāvīgā magnēta sinhronā motora elektromagnētisko troksni, Maksvela spēks un magnetostriktīvais spēks ir galvenie faktori, kas izraisa motora vibrāciju un troksni.
Motora statora vibrācijas raksturlielumiMotora elektromagnētiskais troksnis ir saistīts ne tikai ar gaisa spraugas magnētiskā lauka radītā elektromagnētiskā spēka viļņa frekvenci, secību un amplitūdu, bet arī ar motora struktūras dabisko režīmu.Elektromagnētisko troksni galvenokārt rada motora statora un korpusa vibrācija.Tāpēc statora dabiskās frekvences prognozēšana, izmantojot teorētiskas formulas vai simulācijas, un elektromagnētiskā spēka frekvences un statora dabiskās frekvences sakārtošana ir efektīvs līdzeklis elektromagnētiskā trokšņa samazināšanai.Ja motora radiālā spēka viļņa frekvence ir vienāda ar statora noteiktas kārtas dabisko frekvenci vai tuvu tai, tiks izraisīta rezonanse.Pat ja radiālā spēka viļņa amplitūda šajā laikā nav liela, tas izraisīs lielu statora vibrāciju, tādējādi radot lielu elektromagnētisko troksni.Motora troksnim vissvarīgākais ir izpētīt dabiskos režīmus ar radiālo vibrāciju kā galveno, aksiālā secība ir nulle, un telpiskā režīma forma ir zem sestās kārtas, kā parādīts attēlā.
Statora vibrācijas forma
Analizējot motora vibrācijas raksturlielumus, amortizācijas ierobežotās ietekmes dēļ uz motora statora režīma formu un frekvenci to var ignorēt.Strukturālā slāpēšana ir vibrācijas līmeņa samazināšana rezonanses frekvences tuvumā, izmantojot augstas enerģijas izkliedes mehānismu, kā parādīts attēlā, un tiek ņemta vērā tikai rezonanses frekvencē vai tās tuvumā.
slāpēšanas efekts
Pēc tinumu pievienošanas statoram dzelzs serdes spraugā esošo tinumu virsmu apstrādā ar laku, izolējošo papīru, laku un vara stiepli piestiprina viens otram, kā arī spraugā esošais izolācijas papīrs ir cieši piestiprināts pie zobiem. no dzelzs kodola.Tāpēc spraugas tinumam ir zināms dzelzs serdes stingrības ieguldījums, un to nevar uzskatīt par papildu masu.Izmantojot galīgo elementu metodi analīzē, ir jāiegūst parametri, kas raksturo dažādas mehāniskās īpašības atkarībā no tinumu materiāla zobratā.Procesa īstenošanas laikā mēģiniet nodrošināt iegremdēšanas krāsas kvalitāti, palielināt spoles tinuma spriegojumu, uzlabot tinuma un dzelzs serdes hermētiskumu, palielināt motora struktūras stingrību, palielināt dabisko frekvenci, lai izvairītos no rezonansi, samazina vibrācijas amplitūdu un samazina elektromagnētiskos viļņus. troksnis.Statora dabiskā frekvence pēc iespiestības korpusā atšķiras no viena statora serdeņa frekvences. Korpuss var ievērojami uzlabot statora struktūras cieto frekvenci, īpaši zemas pakāpes cieto frekvenci. Rotācijas ātruma darbības punktu palielināšana palielina grūtības izvairīties no rezonanses motora konstrukcijā.Projektējot motoru, ir jāsamazina korpusa struktūras sarežģītība, un motora struktūras dabisko frekvenci var palielināt, atbilstoši palielinot korpusa biezumu, lai izvairītos no rezonanses.Turklāt, izmantojot galīgo elementu novērtējumu, ir ļoti svarīgi saprātīgi iestatīt kontakta attiecības starp statora serdi un apvalku.
Motoru elektromagnētiskā analīzeKā svarīgs motora elektromagnētiskās konstrukcijas rādītājs, magnētiskais blīvums parasti var atspoguļot motora darba stāvokli.Tāpēc vispirms mēs iegūstam un pārbaudām magnētiskā blīvuma vērtību, pirmais ir, lai pārbaudītu simulācijas precizitāti, un otrais ir nodrošināt pamatu turpmākai elektromagnētiskā spēka iegūšanai.Izvilktā motora magnētiskā blīvuma mākoņu diagramma ir parādīta nākamajā attēlā.
No mākoņa kartes var redzēt, ka magnētiskais blīvums magnētiskās izolācijas tilta pozīcijā ir daudz augstāks nekā statora un rotora serdeņa BH līknes lēciena punkts, kas var nodrošināt labāku magnētiskās izolācijas efektu.
Gaisa spraugas plūsmas blīvuma līkneIzvelciet motora gaisa spraugas un zoba stāvokļa magnētiskos blīvumus, uzzīmējiet līkni, un jūs varat redzēt motora gaisa spraugas magnētiskā blīvuma un zoba magnētiskā blīvuma īpašās vērtības. Zoba magnētiskais blīvums ir noteikts attālums no materiāla lēciena punkta, ko, domājams, izraisa lielie dzelzs zudumi, ja motors ir konstruēts ar lielu ātrumu.
Motora modālā analīzePamatojoties uz motora struktūras modeli un režģi, definējiet materiālu, definējiet statora serdi kā konstrukcijas tēraudu un definējiet korpusu kā alumīnija materiālu un veiciet motora modālo analīzi kopumā.Kopējais motora režīms tiek iegūts, kā parādīts attēlā zemāk.
pirmās kārtas režīma forma
otrās kārtas režīma forma
trešās kārtas režīma forma
Motora vibrāciju analīzeTiek analizēta motora harmoniskā reakcija, un vibrācijas paātrinājuma rezultāti dažādos ātrumos ir parādīti attēlā zemāk.