近些年,隨著機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展,永磁同步電機(jī)已經(jīng)應(yīng)用于各領(lǐng)域中。高速永磁同步電機(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)相比,優(yōu)勢(shì)突出,但振動(dòng)噪聲問(wèn)題卻阻礙了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,對(duì)電機(jī)的降噪已經(jīng)成為電機(jī)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),低噪聲電機(jī)在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力也越來(lái)越有優(yōu)勢(shì)。高速永磁同步電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)噪聲的途徑主要有三種:電磁力作用、機(jī)械振動(dòng)和空氣振動(dòng),但電磁噪聲因其較為復(fù)雜已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。高速永磁同步電機(jī)電磁振動(dòng)噪聲問(wèn)題比較突出,其原因有二:第一,氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生的徑向電磁力諧波比較復(fù)雜;第二,當(dāng)電機(jī)的各階固有頻率與時(shí)間頻率接近或相等時(shí)就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)共振現(xiàn)象,即使很小的頻率也會(huì)引起巨大噪聲。本文以一臺(tái)15kW、30000r/min、4極18槽高速永磁同步電機(jī)為研究對(duì)象,結(jié)合電磁力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)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(duì)高速永磁同步電機(jī)的電磁力波進(jìn)行了研究。利用解析計(jì)算的方法對(duì)電機(jī)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(guò)二維場(chǎng)有限元仿真對(duì)解析計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證,從而確定電機(jī)所受電磁力諧波次數(shù)和頻率。其次對(duì)高速永磁同步電機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析。利用有限元法和機(jī)械阻抗理論法對(duì)電機(jī)定... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

結(jié)構(gòu)與電磁優(yōu)化參數(shù)

沈陽(yáng)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(jī)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(guò)加大永磁同步電機(jī)定子齒厚度來(lái)降低徑向電磁力，從而使電磁振動(dòng)噪聲大幅降低，其定子結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。對(duì)改進(jìn)后的樣機(jī)進(jìn)行有限元仿真分析發(fā)現(xiàn)徑向電磁力將減少20個(gè)百分點(diǎn)，與此同時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩也會(huì)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(guò)改變定子齒削角的方法進(jìn)一步降低電磁噪聲，對(duì)定子齒削角后的氣隙長(zhǎng)度如圖1.3所示，通過(guò)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(shí)，電機(jī)的振動(dòng)噪聲達(dá)到最小值且此時(shí)電氣性能符合其設(shè)計(jì)要求[25]。圖1.3定子齒削角下氣隙長(zhǎng)度的分布Fig.1.3TheAirgaplengthdistributionunderconditionofstatortoothchamfering1.2.2高速永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)模態(tài)的研究現(xiàn)狀由于永磁同步電機(jī)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(dòng)對(duì)電機(jī)影響不會(huì)很大，因此，近些年國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)電機(jī)定子系統(tǒng)的模態(tài)固有頻率的研究更加深入[26]。4

沈陽(yáng)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(jī)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(guò)加大永磁同步電機(jī)定子齒厚度來(lái)降低徑向電磁力，從而使電磁振動(dòng)噪聲大幅降低，其定子結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。對(duì)改進(jìn)后的樣機(jī)進(jìn)行有限元仿真分析發(fā)現(xiàn)徑向電磁力將減少20個(gè)百分點(diǎn)，與此同時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩也會(huì)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(guò)改變定子齒削角的方法進(jìn)一步降低電磁噪聲，對(duì)定子齒削角后的氣隙長(zhǎng)度如圖1.3所示，通過(guò)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(shí)，電機(jī)的振動(dòng)噪聲達(dá)到最小值且此時(shí)電氣性能符合其設(shè)計(jì)要求[25]。圖1.3定子齒削角下氣隙長(zhǎng)度的分布Fig.1.3TheAirgaplengthdistributionunderconditionofstatortoothchamfering1.2.2高速永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)模態(tài)的研究現(xiàn)狀由于永磁同步電機(jī)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(dòng)對(duì)電機(jī)影響不會(huì)很大，因此，近些年國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)電機(jī)定子系統(tǒng)的模態(tài)固有頻率的研究更加深入[26]。4


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