Bunyi elektromagnet stator dalam motor dipengaruhi terutamanya oleh dua faktor, daya pengujaan elektromagnet dan tindak balas struktur dan sinaran akustik yang disebabkan oleh daya pengujaan yang sepadan. Kajian semula penyelidikan.
Profesor ZQZhu dari Universiti Sheffield, UK, dsb. menggunakan kaedah analisis untuk mengkaji daya elektromagnet dan hingar pemegun motor magnet kekal, kajian teori daya elektromagnet motor tanpa berus magnet kekal, dan getaran motor kekal. motor DC tanpa berus magnet dengan 10 kutub dan 9 slot. Bunyi dikaji, hubungan antara daya elektromagnet dan lebar gigi stator dikaji secara teori, dan hubungan antara riak tork dan hasil pengoptimuman getaran dan hingar dianalisis.Profesor Tang Renyuan dan Song Zhihuan dari Universiti Teknologi Shenyang menyediakan kaedah analisis lengkap untuk mengkaji daya elektromagnet dan harmoniknya dalam motor magnet kekal, yang memberikan sokongan teori untuk penyelidikan lanjut tentang teori hingar motor magnet kekal.Sumber hingar getaran elektromagnet dianalisis di sekitar motor segerak magnet kekal yang dikuasakan oleh gelombang sinus dan penukar frekuensi, frekuensi ciri medan magnet jurang udara, daya elektromagnet biasa dan bunyi getaran dikaji, dan sebab tork riak dianalisis. Denyutan tork telah disimulasikan dan disahkan secara eksperimen menggunakan Elemen, dan denyutan tork di bawah keadaan muat slot-tiang yang berbeza, serta kesan panjang jurang udara, pekali arka kutub, sudut chamfered, dan lebar slot pada denyutan tork telah dianalisis. .Model daya jejari elektromagnet dan daya tangen, dan simulasi modal yang sepadan dijalankan, daya elektromagnet dan tindak balas hingar getaran dianalisis dalam domain frekuensi dan model sinaran akustik dianalisis, dan simulasi dan penyelidikan eksperimen yang sepadan dijalankan. Ditunjukkan bahawa mod utama pemegun motor magnet kekal ditunjukkan dalam rajah.
Mod utama motor magnet kekal
Teknologi pengoptimuman struktur badan motorFluks magnet utama dalam motor memasuki celah udara dengan ketara secara jejari, dan menjana daya jejari pada stator dan rotor, menyebabkan getaran dan bunyi elektromagnet.Pada masa yang sama, ia menghasilkan momen tangen dan daya paksi, menyebabkan getaran tangen dan getaran paksi.Dalam banyak keadaan, seperti motor asimetri atau motor fasa tunggal, getaran tangen yang dihasilkan adalah sangat besar, dan mudah menyebabkan resonans komponen yang disambungkan ke motor, mengakibatkan bunyi yang dipancarkan.Untuk mengira bunyi elektromagnet, dan untuk menganalisis dan mengawal bunyi ini, adalah perlu untuk mengetahui sumbernya, iaitu gelombang daya yang menghasilkan getaran dan bunyi.Atas sebab ini, analisis gelombang daya elektromagnet dijalankan melalui analisis medan magnet jurang udara.Dengan mengandaikan bahawa gelombang ketumpatan fluks magnet yang dihasilkan oleh pemegun ialah , dan gelombang ketumpatan fluks magnetikyang dihasilkan oleh rotor ialah, maka gelombang ketumpatan fluks magnet komposit mereka dalam jurang udara boleh dinyatakan seperti berikut:
Faktor-faktor seperti pemegun dan slot pemutar, pengedaran penggulungan, herotan bentuk gelombang arus input, turun naik ketelapan jurang udara, kesipian pemutar, dan ketidakseimbangan yang sama semuanya boleh membawa kepada ubah bentuk mekanikal dan kemudian getaran. Harmonik ruang, harmonik masa, harmonik slot, harmonik kesipian dan ketepuan magnet daya magnetomotif semuanya menghasilkan harmonik daya dan tork yang lebih tinggi. Terutamanya gelombang daya jejarian dalam motor AC, ia akan bertindak pada stator dan rotor motor pada masa yang sama dan menghasilkan herotan litar magnetik.Struktur rangka pemegun dan selongsong pemutar ialah sumber sinaran utama bunyi motor.Jika daya jejari adalah hampir atau sama dengan frekuensi semula jadi sistem stator-base, resonans akan berlaku, yang akan menyebabkan ubah bentuk sistem stator motor dan menghasilkan getaran dan bunyi akustik.Dalam kebanyakan kes,hingar magnetostriktif yang disebabkan oleh 2f frekuensi rendah, daya jejari tertib tinggi boleh diabaikan (f ialah frekuensi asas motor, p ialah bilangan pasangan tiang motor). Walau bagaimanapun, daya jejarian yang disebabkan oleh magnetostriction boleh mencapai kira-kira 50% daripada daya jejarian yang disebabkan oleh medan magnet celah udara.Bagi motor yang digerakkan oleh penyongsang, disebabkan kewujudan harmonik masa tertib tinggi dalam arus belitan statornya, harmonik masa akan menjana tork berdenyut tambahan, yang biasanya lebih besar daripada tork berdenyut yang dihasilkan oleh harmonik ruang. besar.Di samping itu, riak voltan yang dihasilkan oleh unit penerus juga dihantar ke penyongsang melalui litar perantaraan, menghasilkan satu lagi jenis tork berdenyut.Setakat bunyi elektromagnet motor segerak magnet kekal, daya Maxwell dan daya magnetostriktif adalah faktor utama yang menyebabkan getaran dan bunyi motor.
Ciri-ciri getaran pemegun motorBunyi elektromagnet motor bukan sahaja berkaitan dengan kekerapan, susunan dan amplitud gelombang daya elektromagnet yang dihasilkan oleh medan magnet jurang udara, tetapi juga berkaitan dengan mod semula jadi struktur motor.Bunyi elektromagnet terutamanya dihasilkan oleh getaran pemegun motor dan selongsong.Oleh itu, meramalkan frekuensi semula jadi stator melalui formula teori atau simulasi terlebih dahulu, dan mengejutkan frekuensi daya elektromagnet dan frekuensi semula jadi stator, adalah cara yang berkesan untuk mengurangkan hingar elektromagnet.Apabila frekuensi gelombang daya jejarian motor adalah sama atau hampir dengan frekuensi semula jadi bagi susunan stator tertentu, resonans akan berlaku.Pada masa ini, walaupun amplitud gelombang daya jejari tidak besar, ia akan menyebabkan getaran besar stator, dengan itu menghasilkan bunyi elektromagnet yang besar.Untuk hingar motor, perkara yang paling penting ialah mengkaji mod semula jadi dengan getaran jejarian sebagai utama, susunan paksi adalah sifar, dan bentuk mod spatial berada di bawah susunan keenam, seperti yang ditunjukkan dalam rajah.
Borang getaran stator
Apabila menganalisis ciri-ciri getaran motor, disebabkan oleh pengaruh terhad redaman pada bentuk mod dan kekerapan pemegun motor, ia boleh diabaikan.Redaman struktur ialah pengurangan tahap getaran berhampiran frekuensi resonans dengan menggunakan mekanisme pelesapan tenaga tinggi, seperti yang ditunjukkan, dan hanya dipertimbangkan pada atau berhampiran frekuensi resonans.
kesan redaman
Selepas menambah belitan pada stator, permukaan belitan dalam slot teras besi dirawat dengan varnis, kertas penebat, varnis dan wayar tembaga dilekatkan antara satu sama lain, dan kertas penebat dalam slot juga dilekatkan rapat pada gigi. daripada teras besi.Oleh itu, belitan dalam slot mempunyai sumbangan kekukuhan tertentu kepada teras besi dan tidak boleh dianggap sebagai jisim tambahan.Apabila kaedah unsur terhingga digunakan untuk analisis, adalah perlu untuk mendapatkan parameter yang mencirikan pelbagai sifat mekanikal mengikut bahan belitan dalam cogging.Semasa pelaksanaan proses, cuba pastikan kualiti cat celup, tingkatkan ketegangan lilitan gegelung, tingkatkan ketegangan lilitan dan teras besi, tingkatkan ketegaran struktur motor, tingkatkan frekuensi semula jadi untuk mengelakkan resonans, mengurangkan amplitud getaran, dan mengurangkan gelombang elektromagnet. bunyi bising.Kekerapan semula jadi stator selepas ditekan ke dalam selongsong adalah berbeza daripada teras stator tunggal. Selongsong boleh meningkatkan frekuensi pepejal struktur stator dengan ketara, terutamanya frekuensi pepejal tertib rendah. Peningkatan titik operasi kelajuan putaran meningkatkan kesukaran untuk mengelakkan resonans dalam reka bentuk motor.Apabila mereka bentuk motor, kerumitan struktur cangkang harus diminimumkan, dan frekuensi semula jadi struktur motor boleh ditingkatkan dengan meningkatkan ketebalan cangkerang dengan sewajarnya untuk mengelakkan berlakunya resonans.Di samping itu, adalah sangat penting untuk menetapkan secara munasabah hubungan sentuhan antara teras pemegun dan selongsong apabila menggunakan anggaran unsur terhingga.
Analisis Elektromagnet MotorSebagai penunjuk penting reka bentuk elektromagnet motor, ketumpatan magnet biasanya boleh mencerminkan keadaan kerja motor.Oleh itu, kami mula-mula mengekstrak dan menyemak nilai ketumpatan magnetik, yang pertama adalah untuk mengesahkan ketepatan simulasi, dan yang kedua adalah untuk menyediakan asas untuk pengekstrakan seterusnya daya elektromagnet.Gambar rajah awan ketumpatan magnet motor yang diekstrak ditunjukkan dalam rajah berikut.
Ia boleh dilihat dari peta awan bahawa ketumpatan magnet pada kedudukan jambatan pengasingan magnet adalah lebih tinggi daripada titik lengkung BH pemegun dan teras pemutar, yang boleh memainkan kesan pengasingan magnet yang lebih baik.
Lengkung ketumpatan fluks jurang udaraEkstrak ketumpatan magnet jurang udara motor dan kedudukan gigi, lukis lengkung, dan anda boleh melihat nilai khusus ketumpatan magnet jurang udara motor dan ketumpatan magnet gigi. Ketumpatan magnet gigi adalah jarak tertentu dari titik lenturan bahan, yang dianggap disebabkan oleh kehilangan besi yang tinggi apabila motor direka pada kelajuan tinggi.
Analisis Modal MotorBerdasarkan model struktur motor dan grid, takrifkan bahan, takrifkan teras pemegun sebagai keluli struktur, dan takrifkan selongsong sebagai bahan aluminium, dan jalankan analisis modal pada motor secara keseluruhan.Mod keseluruhan motor diperolehi seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah.
bentuk mod pesanan pertama
bentuk mod tertib kedua
bentuk mod tertib ketiga
Analisis getaran motorTindak balas harmonik motor dianalisis, dan hasil pecutan getaran pada pelbagai kelajuan ditunjukkan dalam rajah di bawah.