近些年,隨著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展,永磁同步電機已經(jīng)應(yīng)用于各領(lǐng)域中。高速永磁同步電機與傳統(tǒng)電機相比,優(yōu)勢突出,但振動噪聲問題卻阻礙了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,對電機的降噪已經(jīng)成為電機領(lǐng)域研究的熱點,低噪聲電機在市場的競爭力也越來越有優(yōu)勢。高速永磁同步電機產(chǎn)生振動噪聲的途徑主要有三種:電磁力作用、機械振動和空氣振動,但電磁噪聲因其較為復(fù)雜已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)者研究的重點。高速永磁同步電機電磁振動噪聲問題比較突出,其原因有二:第一,氣隙磁場產(chǎn)生的徑向電磁力諧波比較復(fù)雜;第二,當(dāng)電機的各階固有頻率與時間頻率接近或相等時就會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)共振現(xiàn)象,即使很小的頻率也會引起巨大噪聲。本文以一臺15kW、30000r/min、4極18槽高速永磁同步電機為研究對象,結(jié)合電磁力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)以及聲學(xué)理論基礎(chǔ),采用解析法和有限元法進(jìn)行了如下研究:首先對高速永磁同步電機的電磁力波進(jìn)行了研究。利用解析計算的方法對電機定子齒內(nèi)表面所受電磁力的階數(shù)和頻率進(jìn)行基礎(chǔ)理論分析,并通過二維場有限元仿真對解析計算進(jìn)行驗證,從而確定電機所受電磁力諧波次數(shù)和頻率。其次對高速永磁同步電機進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析。利用有限元法和機械阻抗理論法對電機定... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

結(jié)構(gòu)與電磁優(yōu)化參數(shù)

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文a）定子結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖b）電機電磁參數(shù)示意圖圖1.1結(jié)構(gòu)與電磁優(yōu)化參數(shù)Fig.1.1TheoptimizationparametersofstructureandelectromagnetHiroshiMurakami,HisakazuKataoka,YukioHonda等學(xué)者通過加大永磁同步電機定子齒厚度來降低徑向電磁力，從而使電磁振動噪聲大幅降低，其定子結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。對改進(jìn)后的樣機進(jìn)行有限元仿真分析發(fā)現(xiàn)徑向電磁力將減少20個百分點，與此同時電磁轉(zhuǎn)矩也會下降，因此，要根據(jù)工程需要進(jìn)行合理取舍[24]。圖1.2定子齒結(jié)構(gòu)Fig.1.2Thestructureofthetooth李巖,李雙鵬,周吉威等學(xué)者提出可以通過改變定子齒削角的方法進(jìn)一步降低電磁噪聲，對定子齒削角后的氣隙長度如圖1.3所示，通過比較不同的削角方式發(fā)現(xiàn)，在定子半齒的四分之一處進(jìn)行削角、削角角度為9度時，電機的振動噪聲達(dá)到最小值且此時電氣性能符合其設(shè)計要求[25]。圖1.3定子齒削角下氣隙長度的分布Fig.1.3TheAirgaplengthdistributionunderconditionofstatortoothchamfering1.2.2高速永磁同步電機結(jié)構(gòu)模態(tài)的研究現(xiàn)狀由于永磁同步電機的特殊結(jié)構(gòu)，通常定子系統(tǒng)的固有模態(tài)頻率比轉(zhuǎn)子系統(tǒng)高出很多并且轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動對電機影響不會很大，因此，近些年國內(nèi)外學(xué)者對電機定子系統(tǒng)的模態(tài)固有頻率的研究更加深入[26]。4

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文a）定子結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖b）電機電磁參數(shù)示意圖圖1.1結(jié)構(gòu)與電磁優(yōu)化參數(shù)Fig.1.1TheoptimizationparametersofstructureandelectromagnetHiroshiMurakami,HisakazuKataoka,YukioHonda等學(xué)者通過加大永磁同步電機定子齒厚度來降低徑向電磁力，從而使電磁振動噪聲大幅降低，其定子結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。對改進(jìn)后的樣機進(jìn)行有限元仿真分析發(fā)現(xiàn)徑向電磁力將減少20個百分點，與此同時電磁轉(zhuǎn)矩也會下降，因此，要根據(jù)工程需要進(jìn)行合理取舍[24]。圖1.2定子齒結(jié)構(gòu)Fig.1.2Thestructureofthetooth李巖,李雙鵬,周吉威等學(xué)者提出可以通過改變定子齒削角的方法進(jìn)一步降低電磁噪聲，對定子齒削角后的氣隙長度如圖1.3所示，通過比較不同的削角方式發(fā)現(xiàn)，在定子半齒的四分之一處進(jìn)行削角、削角角度為9度時，電機的振動噪聲達(dá)到最小值且此時電氣性能符合其設(shè)計要求[25]。圖1.3定子齒削角下氣隙長度的分布Fig.1.3TheAirgaplengthdistributionunderconditionofstatortoothchamfering1.2.2高速永磁同步電機結(jié)構(gòu)模態(tài)的研究現(xiàn)狀由于永磁同步電機的特殊結(jié)構(gòu)，通常定子系統(tǒng)的固有模態(tài)頻率比轉(zhuǎn)子系統(tǒng)高出很多并且轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動對電機影響不會很大，因此，近些年國內(nèi)外學(xué)者對電機定子系統(tǒng)的模態(tài)固有頻率的研究更加深入[26]。4


本文編號：3062215