На електромагнетни шум статора у мотору углавном утичу два фактора, сила електромагнетне побуде и структурални одговор и акустичко зрачење узроковано одговарајућом силом побуде. Преглед истраживања.
Професор ЗКЗху са Универзитета у Шефилду, Велика Британија, итд. користио је аналитичку методу за проучавање електромагнетне силе и буке статора мотора са перманентним магнетом, теоријску студију електромагнетне силе мотора без четкица са перманентним магнетом и вибрације трајног магнета. магнет без четкица ДЦ мотор са 10 полова и 9 слотова. Проучава се шум, теоретски се проучава однос између електромагнетне силе и ширине зупца статора и анализира однос таласања обртног момента и резултата оптимизације вибрација и буке.Професор Танг Рениуан и Сонг Зхихуан са Технолошког универзитета Шењанг пружили су комплетну аналитичку методу за проучавање електромагнетне силе и њених хармоника у мотору са трајним магнетом, што је пружило теоријску подршку за даља истраживања теорије буке мотора са перманентним магнетом.Анализира се извор буке електромагнетне вибрације око синхроног мотора са перманентним магнетом који се напаја синусним таласом и фреквентним претварачем, проучава се карактеристична фреквенција магнетног поља ваздушног распора, нормална електромагнетна сила и вибрацијски шум и разлог за обртни момент. анализира се таласање. Пулсација обртног момента је симулирана и експериментално верификована коришћењем Елемента, а анализирано је пулсирање обртног момента под различитим условима уклапања прорез-пола, као и ефекти дужине ваздушног зазора, коефицијента поларног лука, угла искошеног и ширине прореза на пулсирање обртног момента. .Изведен је модел електромагнетне радијалне силе и тангенцијалне силе и одговарајућа модална симулација, анализирани су одзив електромагнетне силе и вибрационог буке у фреквентном домену и модел акустичног зрачења, и спроведена одговарајућа симулација и експериментално истраживање. Истиче се да су главни режими статора мотора са перманентним магнетом приказани на слици.
Главни начин рада мотора са перманентним магнетом
Технологија оптимизације структуре каросерије мотораГлавни магнетни флукс у мотору улази у ваздушни зазор углавном радијално и генерише радијалне силе на статор и ротор, изазивајући електромагнетне вибрације и шум.Истовремено, генерише тангенцијални момент и аксијалну силу, изазивајући тангенцијалне вибрације и аксијалне вибрације.У многим приликама, као што су асиметрични мотори или једнофазни мотори, генерисана тангенцијална вибрација је веома велика, и лако је изазвати резонанцију компоненти повезаних са мотором, што резултира зраченом буком.За израчунавање електромагнетног шума, као и за анализу и контролу ових шума, потребно је познавати њихов извор, а то је талас силе који генерише вибрације и шум.Из тог разлога, анализа таласа електромагнетне силе се врши анализом магнетног поља ваздушног зазора.Под претпоставком да је талас густине магнетног флукса који производи статор , а талас густине магнетног флуксапроизведен ротором је, онда се њихов композитни талас густине магнетног флукса у ваздушном процепу може изразити на следећи начин:
Фактори као што су прорез статора и ротора, дистрибуција намотаја, изобличење таласног облика улазне струје, флуктуација пропусности ваздушног зазора, ексцентрицитет ротора и иста неравнотежа могу довести до механичке деформације, а затим и до вибрација. Просторни хармоници, временски хармоници, хармоници слота, хармоници ексцентричности и магнетно засићење магнетомоторне силе стварају више хармонике силе и обртног момента. Нарочито талас радијалне силе у АЦ мотору, он ће истовремено деловати на статор и ротор мотора и производити изобличење магнетног кола.Структура оквира статора и кућишта ротора је главни извор зрачења мотора.Ако је радијална сила блиска или једнака природној фреквенцији система статор-база, доћи ће до резонанце, што ће изазвати деформацију система статора мотора и генерисати вибрације и акустичну буку.У већини случајева,магнетостриктивни шум изазван нискофреквентном радијалном силом високог реда 2ф је занемарљив (ф је основна фреквенција мотора, п је број парова полова мотора). Међутим, радијална сила изазвана магнетострикцијом може достићи око 50% радијалне силе изазване магнетним пољем ваздушног процепа.За мотор који покреће инвертер, због постојања временских хармоника високог реда у струји његових намотаја статора, временски хармоници ће генерисати додатни пулсирајући обртни момент, који је обично већи од пулсирајућег момента који стварају просторни хармоници. велики.Поред тога, таласање напона које генерише јединица исправљача такође се преноси на инвертор кроз међуколо, што резултира другом врстом пулсирајућег обртног момента.Што се тиче електромагнетног шума синхроног мотора са перманентним магнетом, Максвелова сила и магнетостриктивна сила су главни фактори који узрокују вибрације и буку мотора.
Карактеристике вибрација статора мотораЕлектромагнетни шум мотора није повезан само са фреквенцијом, редоследом и амплитудом таласа електромагнетне силе генерисане магнетним пољем ваздушног јаза, већ је повезан и са природним режимом структуре мотора.Електромагнетни шум се углавном генерише вибрацијама статора мотора и кућишта.Према томе, предвиђање природне фреквенције статора путем теоретских формула или симулација унапред, и одређивање фреквенције електромагнетне силе и природне фреквенције статора, представља ефикасно средство за смањење електромагнетне буке.Када је фреквенција радијалног таласа силе мотора једнака или блиска природној фреквенцији одређеног реда статора, доћи ће до резонанце.У овом тренутку, чак и ако амплитуда таласа радијалне силе није велика, то ће изазвати велику вибрацију статора, стварајући тако велики електромагнетни шум.За моторну буку најважније је проучавање природних модова са радијалном вибрацијом као главном, аксијални ред је нула, а облик просторног мода је испод шестог реда, као што је приказано на слици.
Облик вибрације статора
Приликом анализе вибрационих карактеристика мотора, због ограниченог утицаја пригушења на облик мода и фреквенцију статора мотора, може се занемарити.Структурно пригушивање је смањење нивоа вибрација близу резонантне фреквенције применом механизма високе дисипације енергије, као што је приказано, и разматра се само на или близу резонантне фреквенције.
ефекат пригушења
Након додавања намотаја у статор, површина намотаја у прорезу гвозденог језгра се третира лаком, изолациони папир, лак и бакарна жица су причвршћени једни за друге, а изолациони папир у прорезу је такође блиско причвршћен за зубе. гвозденог језгра.Стога, намотај у прорезу има одређени допринос крутости гвозденом језгру и не може се третирати као додатна маса.Када се за анализу користи метода коначних елемената, потребно је добити параметре који карактеришу различита механичка својства према материјалу намотаја у зупцу.Током спровођења процеса, покушајте да обезбедите квалитет боје за потапање, повећате напетост намотаја завојнице, побољшате затегнутост намотаја и гвозденог језгра, повећате крутост структуре мотора, повећајте природну фреквенцију да бисте избегли резонанцију, смањити амплитуду вибрација и смањити електромагнетне таласе. буке.Природна фреквенција статора након утискивања у кућиште се разликује од фреквенције једног језгра статора. Кућиште може значајно побољшати чврсту фреквенцију структуре статора, посебно чврсту фреквенцију нижег реда. Повећање радних тачака брзине ротације повећава потешкоће избегавања резонанције у дизајну мотора.Приликом пројектовања мотора, сложеност структуре шкољке треба да се минимизира, а природна фреквенција структуре мотора може се повећати одговарајућим повећањем дебљине омотача како би се избегла појава резонанције.Поред тога, веома је важно разумно поставити контактни однос између језгра статора и кућишта када се користи процена коначних елемената.
Електромагнетна анализа мотораКао важан индикатор електромагнетног дизајна мотора, магнетна густина обично може одражавати радно стање мотора.Због тога прво издвајамо и проверавамо вредност магнетне густине, прво је да проверимо тачност симулације, а друго је да обезбедимо основу за накнадно извлачење електромагнетне силе.Извучени дијаграм облака магнетне густине мотора приказан је на следећој слици.
Из мапе облака се може видети да је магнетна густина на позицији магнетног изолационог моста много већа од тачке прегиба БХ криве језгра статора и ротора, што може имати бољи ефекат магнетне изолације.
Крива густине флукса ваздушног распораИзвуците магнетне густине ваздушног распора мотора и положаја зубаца, нацртајте криву и можете видети специфичне вредности магнетне густине ваздушног распора мотора и магнетне густине зуба. Магнетна густина зуба је одређена удаљеност од тачке савијања материјала, за коју се претпоставља да је узрокована великим губитком гвожђа када је мотор пројектован на великој брзини.
Моторна модална анализаНа основу модела структуре мотора и мреже, дефинисати материјал, дефинисати језгро статора као конструкцијски челик, а кућиште дефинисати као алуминијумски материјал и спровести модалну анализу мотора у целини.Укупни режим рада мотора се добија као што је приказано на слици испод.
облик облика првог реда
облик облика другог реда
облик облика трећег реда
Анализа вибрација мотораАнализиран је хармонијски одзив мотора, а резултати вибрационог убрзања при различитим брзинама приказани су на доњој слици.