Estudo sobre a influência da força eletromagnética do estator O ruído eletromagnético do estator no motor é afetado principalmente por dois fatores, a força de excitação eletromagnética e a resposta estrutural e a radiação acústica causada pela força de excitação correspondente. Uma revisão da pesquisa.
O professor ZQZhu da Universidade de Sheffield, Reino Unido, etc. usou o método analítico para estudar a força eletromagnética e o ruído do estator do motor de ímã permanente, o estudo teórico da força eletromagnética do motor sem escova de ímã permanente e a vibração do motor permanente Motor DC sem escovas magnético com 10 pólos e 9 slots. O ruído é estudado, a relação entre a força eletromagnética e a largura do dente do estator é estudada teoricamente, e a relação entre a ondulação de torque e os resultados de otimização de vibração e ruído é analisada. Os professores Tang Renyuan e Song Zhihuan da Universidade de Tecnologia de Shenyang forneceram um método analítico completo para estudar a força eletromagnética e seus harmônicos no motor de ímã permanente, o que forneceu suporte teórico para pesquisas futuras sobre a teoria do ruído do motor de ímã permanente.A fonte de ruído de vibração eletromagnética é analisada em torno do motor síncrono de ímã permanente alimentado pela onda senoidal e pelo conversor de frequência, a frequência característica do campo magnético do entreferro, a força eletromagnética normal e o ruído de vibração são estudados, e a razão para o torque a ondulação é analisada. A pulsação de torque foi simulada e verificada experimentalmente usando o Elemento, e a pulsação de torque sob diferentes condições de ajuste slot-polo, bem como os efeitos do comprimento do entreferro, coeficiente de arco polar, ângulo de chanfro e largura da ranhura na pulsação de torque foram analisados . O modelo de força radial eletromagnética e de força tangencial, e a simulação modal correspondente são realizados, a força eletromagnética e a resposta ao ruído vibratório são analisadas no domínio da frequência e o modelo de radiação acústica é analisado, e a simulação correspondente e a pesquisa experimental são realizadas. Ressalta-se que os principais modos do estator do motor de ímã permanente são mostrados na figura. 
O modo principal do motor de ímã permanente
Tecnologia de otimização da estrutura do corpo do motor O fluxo magnético principal no motor entra no entreferro substancialmente radialmente e gera forças radiais no estator e no rotor, causando vibração eletromagnética e ruído.Ao mesmo tempo, gera momento tangencial e força axial, causando vibração tangencial e vibração axial.Em muitas ocasiões, como motores assimétricos ou motores monofásicos, a vibração tangencial gerada é muito grande e é fácil causar ressonância dos componentes conectados ao motor, resultando em ruído irradiado.Para calcular o ruído eletromagnético, e analisar e controlar esses ruídos, é necessário conhecer sua origem, que é a onda de força que gera vibração e ruído.Por este motivo, a análise das ondas de força eletromagnética é realizada através da análise do campo magnético do entreferro. Supondo que a onda de densidade de fluxo magnético produzida pelo estator seja, e a onda de densidade de fluxo magnético
produzido pelo rotor é
, então sua onda de densidade de fluxo magnético composto no entreferro pode ser expressa da seguinte forma:
Fatores como ranhuras do estator e do rotor, distribuição do enrolamento, distorção da forma de onda da corrente de entrada, flutuação da permeabilidade do entreferro, excentricidade do rotor e o mesmo desequilíbrio podem levar à deformação mecânica e, em seguida, à vibração. Os harmônicos espaciais, harmônicos de tempo, harmônicos de slot, harmônicos de excentricidade e saturação magnética da força magnetomotriz geram harmônicos mais elevados de força e torque. Principalmente a onda de força radial no motor CA, ela atuará no estator e no rotor do motor ao mesmo tempo e produzirá distorção do circuito magnético. A estrutura do estator e da carcaça do rotor é a principal fonte de radiação do ruído do motor.Se a força radial for próxima ou igual à frequência natural do sistema estator-base, ocorrerá ressonância, o que causará deformação do sistema estator do motor e gerará vibração e ruído acústico. Na maioria dos casos,
o ruído magnetostritivo causado pela força radial de alta ordem 2f de baixa frequência é insignificante (f é a frequência fundamental do motor, p é o número de pares de pólos do motor). No entanto, a força radial induzida pela magnetostrição pode atingir cerca de 50% da força radial induzida pelo campo magnético do entreferro. Para um motor acionado por inversor, devido à existência de harmônicos de tempo de alta ordem na corrente de seus enrolamentos do estator, os harmônicos de tempo gerarão torque pulsante adicional, que geralmente é maior que o torque pulsante gerado pelos harmônicos espaciais. grande.Além disso, a ondulação de tensão gerada pela unidade retificadora também é transmitida ao inversor através do circuito intermediário, resultando em outro tipo de torque pulsante. No que diz respeito ao ruído eletromagnético do motor síncrono de ímã permanente, a força Maxwell e a força magnetostritiva são os principais fatores que causam vibração e ruído do motor.
Características de vibração do estator do motor O ruído eletromagnético do motor não está apenas relacionado à frequência, ordem e amplitude da onda de força eletromagnética gerada pelo campo magnético do entreferro, mas também relacionado ao modo natural da estrutura do motor.O ruído eletromagnético é gerado principalmente pela vibração do estator e da carcaça do motor.Portanto, prever antecipadamente a frequência natural do estator por meio de fórmulas teóricas ou simulações e escalonar a frequência da força eletromagnética e a frequência natural do estator é um meio eficaz de reduzir o ruído eletromagnético. Quando a frequência da onda de força radial do motor for igual ou próxima à frequência natural de uma determinada ordem do estator, será causada ressonância.Neste momento, mesmo que a amplitude da onda de força radial não seja grande, ela causará uma grande vibração no estator, gerando assim um grande ruído eletromagnético.Para o ruído do motor, o mais importante é estudar os modos naturais com vibração radial como principal, a ordem axial é zero e o modo espacial está abaixo da sexta ordem, conforme mostrado na figura. 
Forma de vibração do estator
Ao analisar as características de vibração do motor, devido à influência limitada do amortecimento no modo modal e na frequência do estator do motor, ela pode ser ignorada.O amortecimento estrutural é a redução dos níveis de vibração próximos à frequência de ressonância pela aplicação de um mecanismo de alta dissipação de energia, conforme mostrado, e só é considerado na frequência de ressonância ou próximo a ela. 
efeito de amortecimento
Depois de adicionar enrolamentos ao estator, a superfície dos enrolamentos na ranhura do núcleo de ferro é tratada com verniz, o papel isolante, o verniz e o fio de cobre são fixados uns aos outros, e o papel isolante na ranhura também é firmemente preso aos dentes do núcleo de ferro.Portanto, o enrolamento em ranhura tem uma certa contribuição de rigidez para o núcleo de ferro e não pode ser tratado como uma massa adicional.Quando o método dos elementos finitos é utilizado para análise, é necessário obter parâmetros que caracterizem diversas propriedades mecânicas de acordo com o material dos enrolamentos da engrenagem.Durante a execução do processo, procure garantir a qualidade da tinta de imersão, aumentar a tensão do enrolamento da bobina, melhorar a estanqueidade do enrolamento e do núcleo de ferro, aumentar a rigidez da estrutura do motor, aumentar a frequência natural para evitar ressonância, reduza a amplitude da vibração e reduza as ondas eletromagnéticas. barulho. A frequência natural do estator após ser pressionado na carcaça é diferente daquela do núcleo do estator único. O invólucro pode melhorar significativamente a frequência sólida da estrutura do estator, especialmente a frequência sólida de baixa ordem. O aumento dos pontos operacionais da velocidade rotacional aumenta a dificuldade de evitar ressonância no projeto do motor.Ao projetar o motor, a complexidade da estrutura do invólucro deve ser minimizada e a frequência natural da estrutura do motor pode ser aumentada aumentando adequadamente a espessura do invólucro para evitar a ocorrência de ressonância.Além disso, é muito importante definir razoavelmente a relação de contato entre o núcleo do estator e o revestimento ao usar a estimativa de elementos finitos.
Análise Eletromagnética de Motores Como um indicador importante do design eletromagnético do motor, a densidade magnética geralmente pode refletir o estado de funcionamento do motor.Portanto, primeiro extraímos e verificamos o valor da densidade magnética, o primeiro é para verificar a precisão da simulação e o segundo é para fornecer uma base para a posterior extração da força eletromagnética.O diagrama de nuvem de densidade magnética do motor extraído é mostrado na figura a seguir. 
Pode-se observar no mapa de nuvens que a densidade magnética na posição da ponte de isolamento magnético é muito maior do que o ponto de inflexão da curva BH do estator e do núcleo do rotor, o que pode desempenhar um melhor efeito de isolamento magnético. 
Curva de densidade de fluxo de entreferro Extraia as densidades magnéticas do entreferro do motor e a posição do dente, desenhe uma curva e você poderá ver os valores específicos da densidade magnética do entreferro do motor e da densidade magnética do dente. A densidade magnética do dente está a uma certa distância do ponto de inflexão do material, o que se presume ser causado pela alta perda de ferro quando o motor é projetado em alta velocidade.
Com base no modelo e na grade da estrutura do motor, defina o material, defina o núcleo do estator como aço estrutural e defina a carcaça como material de alumínio e conduza a análise modal do motor como um todo.O modo geral do motor é obtido conforme mostrado na figura abaixo. 
forma modal de primeira ordem 
forma modal de segunda ordem 
forma modal de terceira ordem
Análise de vibração do motor A resposta harmônica do motor é analisada e os resultados da aceleração da vibração em várias velocidades são mostrados na figura abaixo. 
Aceleração radial de 1000 Hz 
Aceleração radial de 1500 Hz
Aceleração radial de 2.000 Hz
Horário da postagem: 13 de junho de 2022