本文關(guān)鍵詞：基于有限元的鼠籠電機(jī)電磁振動噪聲研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前在化工、石油、機(jī)械制造以及人們?nèi)粘＝佑|的行業(yè)領(lǐng)域中,鼠籠式感應(yīng)電機(jī)有著十分重要的地位。同時鼠籠式感應(yīng)電機(jī)噪聲指標(biāo)也逐漸成為電機(jī)質(zhì)量高低的重要指標(biāo)之一,現(xiàn)在生產(chǎn)生活中越來越受關(guān)注。因此如果能夠有效的采取一定措施,降低鼠籠式電機(jī)的噪聲,從而提高電機(jī)設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)質(zhì)量,增強(qiáng)企業(yè)的競爭力,已經(jīng)逐漸成為在國內(nèi)外研究的一個主要的課題。本文針對鼠籠式感應(yīng)電機(jī)振動和噪聲分析,主要研究了電磁力,模態(tài)以及振動和噪聲,具體研究內(nèi)容分為以下幾個方面:首先,因?yàn)槭蠡\式感應(yīng)電機(jī)具有軸向分布對稱性,為了簡化分析計(jì)算,本文基于Ansoft的二維瞬態(tài)磁場對樣機(jī)進(jìn)行了計(jì)算,得到了電機(jī)徑向磁通密度的分布曲線,以及通過傅里葉分析得到徑向磁通密度的基波和諧波分布,進(jìn)一步通過后處理得到電機(jī)徑向電磁力的分布,并通過理論分析計(jì)算驗(yàn)證有限元分析的正確性。從而,為電機(jī)進(jìn)行后面的計(jì)算分析奠定基礎(chǔ)。其次,利用Siemens NX機(jī)械制圖軟件對電機(jī)的定子鐵心以及基座進(jìn)行等效建模,然后利用Ansys workbench平臺中的modal模塊對電機(jī)定子鐵心進(jìn)行各向同性以及各向異性的有限元模態(tài)計(jì)算,對比分析各向同性與各向異性對定子部件固有模態(tài)的影響。然后對繞組進(jìn)行有效地等效,分析了其對定子部件模態(tài)的影響。最后對定子與基座整體進(jìn)行模態(tài)分析,通過分析得到了定子與基座整體的固有頻率和振型圖,為后面對電機(jī)進(jìn)行振動和噪聲進(jìn)一步研究提供了幫助。然后,利用Ansys的諧響應(yīng)分析模塊對電機(jī)進(jìn)行施加徑向電磁力載荷,并對其進(jìn)行計(jì)算分析,得到電機(jī)在頻域范圍內(nèi)的振動位移的頻響函數(shù)曲線和速度以及加速度曲線。最后利用Siemens NX三維制圖軟件建立電機(jī)的噪聲傳播的空氣域后通過Acoustic噪聲處理插件對其進(jìn)行噪聲計(jì)算。最后,選取不同于原常規(guī)電機(jī)的極槽配合以及優(yōu)化電機(jī)槽口尺寸等,在保證結(jié)構(gòu)尺寸和體積重量盡量不變的基礎(chǔ)上,對原常規(guī)三相電機(jī)進(jìn)行了電磁方案優(yōu)化,在原樣機(jī)的基礎(chǔ)上重新改進(jìn)提出低電磁噪聲的鼠籠式感應(yīng)電機(jī)優(yōu)化方案,完成相關(guān)的分析計(jì)算工作.在保持與原常規(guī)普通三相電機(jī)重量和尺寸基本不變的條件下,新的優(yōu)化方案較原樣機(jī)的噪聲聲壓級降低至少5分貝以上,最終將形成方案最優(yōu)的電機(jī)樣機(jī)。
【關(guān)鍵詞】：鼠籠式感應(yīng)電機(jī) 電磁噪聲 徑向電磁力 固有頻率 槽配合
【學(xué)位授予單位】：上海電機(jī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM301.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 課題的選題背景及意義12-13
• 1.2 課題來源13
• 1.3 課題相關(guān)研究歷史與現(xiàn)狀綜述13-19
• 1.3.1 電機(jī)電磁力波的研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.2 電機(jī)固有模態(tài)的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.3 聲輻射計(jì)算的研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)電磁力理論分析與有限元計(jì)算20-36
• 2.1 徑向電磁力求解的理論分析20-26
• 2.1.1 電磁力的解析計(jì)算方法基本理論20-23
• 2.1.2 有限元法求解電機(jī)磁場的基本理論23-25
• 2.1.3 徑向電磁力的有限元法求解的基本理論25-26
• 2.2 應(yīng)用解析法對電機(jī)的電磁力進(jìn)行計(jì)算和分析26-28
• 2.3 應(yīng)用有限元法法對電機(jī)的電磁力進(jìn)行計(jì)算和分析28-34
• 2.3.1 鼠籠感應(yīng)電機(jī)的模型和參數(shù)28-30
• 2.3.2 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)的氣隙磁場有限元計(jì)算與分析30-32
• 2.3.3 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)的徑向電磁力有限元計(jì)算與分析32-34
• 2.4 本章小結(jié)34-36
• 第三章 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)模態(tài)分析36-49
• 3.1 模態(tài)分析理論36-38
• 3.1.1 電機(jī)結(jié)構(gòu)固有模態(tài)的解析計(jì)算的基本理論36-37
• 3.1.2 電機(jī)結(jié)構(gòu)固有模態(tài)的數(shù)值計(jì)算的基本理論37-38
• 3.2 定子鐵心等效模型的建立與固有模態(tài)的計(jì)算38-42
• 3.2.1 定子鐵心等效模型的建立38-39
• 3.2.2 定子鐵心等效模型的網(wǎng)格剖分與模態(tài)計(jì)算39-42
• 3.3 繞組對定子鐵心模態(tài)的影響42-44
• 3.3.1 定子繞組等效模型的建立與網(wǎng)格剖分42-43
• 3.3.2 定子鐵心等效模型的網(wǎng)格剖分與模態(tài)計(jì)算43-44
• 3.4 機(jī)殼對定子模態(tài)的影響44-47
• 3.4.1 定子機(jī)殼模型的建立與網(wǎng)格剖分45
• 3.4.2 定子機(jī)殼整機(jī)模型的模態(tài)計(jì)算45-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第四章 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)振動與噪聲分析及實(shí)驗(yàn)對比49-63
• 4.1 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)振動特性的基本理論49-50
• 4.2 聲強(qiáng)級的理論50-53
• 4.2.1 聲壓與聲壓級50-51
• 4.2.2 聲學(xué)方程的建立51-53
• 4.3 振動與噪聲的關(guān)系53
• 4.4 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)的電磁振動響應(yīng)53-57
• 4.4.1 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)模型與電磁力加載54-55
• 4.4.2 振動響應(yīng)結(jié)果分析55-57
• 4.5 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)的聲輻射分析57-60
• 4.6 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)的聲輻射實(shí)驗(yàn)60-62
• 4.7 本章小結(jié)62-63
• 第五章 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)降噪優(yōu)化方法研究63-76
• 5.1 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)電磁噪聲分析63-64
• 5.2 鼠籠式感應(yīng)電機(jī)槽配合的選取64-69
• 5.2.1 不同槽配合時電磁力波對比64-66
• 5.2.2 不同槽配合對電機(jī)技術(shù)指標(biāo)的影響66-67
• 5.2.3 36/30槽配合時鼠籠式感應(yīng)電機(jī)的振動噪聲分析67-69
• 5.3 電機(jī)槽口寬度及槽肩部高度的優(yōu)化69-74
• 5.3.1 不同槽口尺寸電機(jī)電磁力分析70-71
• 5.3.2 不同槽口尺寸電機(jī)電磁力參數(shù)優(yōu)化71-72
• 5.3.3 36/30槽配合時鼠籠式感應(yīng)電機(jī)的振動噪聲分析72-74
• 5.3.4 優(yōu)化后電機(jī)主要電磁參數(shù)計(jì)算值性能對比74
• 5.4 本章小結(jié)74-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 總結(jié)76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果83

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本文編號：285952