永磁同步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率密度大、效率高等優(yōu)勢(shì),在空間和能源有限的自主式水下航行器中得到了廣泛應(yīng)用。永磁同步電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生徑向電磁力和齒槽轉(zhuǎn)矩,這些激勵(lì)作用于電機(jī)結(jié)構(gòu),將引起電機(jī)的振動(dòng),向外輻射噪聲,影響電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行和航行器的隱身性能。本文以某自主式水下航行器配備的推進(jìn)用永磁同步電機(jī)為研究對(duì)象,圍繞電機(jī)振動(dòng)分析和優(yōu)化,分別建立了永磁同步電機(jī)的電磁場(chǎng)模型、結(jié)構(gòu)模型以及瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)耦合模型,從解析、仿真和實(shí)驗(yàn)的層面,對(duì)電機(jī)進(jìn)行了如下研究:首先,分析了永磁同步電機(jī)電磁激勵(lì)的分布規(guī)律。通過(guò)解析,推導(dǎo)出電磁力波的階數(shù)與頻率;建立了永磁同步電機(jī)的電磁有限元仿真模型,計(jì)算得到了電磁場(chǎng)的時(shí)空分布,經(jīng)過(guò)傅里葉分解,得到了電磁力的頻域特征。給出了齒槽轉(zhuǎn)矩的解析式,并進(jìn)行了數(shù)值仿真,分析了齒槽轉(zhuǎn)矩的分布規(guī)律。其次,研究了永磁同步電機(jī)定子系統(tǒng)的模態(tài)特性。通過(guò)機(jī)電類比法,推導(dǎo)出電機(jī)定子系統(tǒng)固有頻率的解析式;建立了電機(jī)定子系統(tǒng)的有限元模型,對(duì)其固有頻率和振型進(jìn)行了仿真分析。采用運(yùn)行模態(tài)試驗(yàn)方法,搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了永磁同步電機(jī)的模態(tài)測(cè)試,辨識(shí)出電機(jī)定子系統(tǒng)的固有頻率。再次,研究了永磁同步電機(jī)的振動(dòng)響應(yīng)。... 

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電磁激勵(lì)的研究
        1.2.2 結(jié)構(gòu)模態(tài)特性的研究
        1.2.3 電磁激勵(lì)下振動(dòng)響應(yīng)的研究
    1.3 研究?jī)?nèi)容
第二章 永磁同步電機(jī)電磁激勵(lì)分析
    2.1 引言
    2.2 徑向電磁力
        2.2.1 徑向電磁力的解析計(jì)算
        2.2.2 磁場(chǎng)分布及徑向電磁力的仿真分析
        2.2.3 變頻供電下的振動(dòng)激勵(lì)
    2.3 齒槽轉(zhuǎn)矩
        2.3.1 齒槽轉(zhuǎn)矩的解析計(jì)算
        2.3.2 齒槽轉(zhuǎn)矩的仿真計(jì)算
    2.4 本章小結(jié)
第三章 永磁同步電機(jī)定子結(jié)構(gòu)模態(tài)分析
    3.1 引言
    3.2 定子系統(tǒng)的雙環(huán)模型
        3.2.1 機(jī)電類比法
        3.2.2 雙環(huán)模型
    3.3 結(jié)構(gòu)模態(tài)的有限元仿真
        3.3.1 定子鐵芯的模態(tài)分析
        3.3.2 繞組對(duì)定子鐵心模態(tài)的影響
        3.3.3 定子系統(tǒng)的模態(tài)
    3.4 永磁同步電機(jī)的模態(tài)實(shí)驗(yàn)
        3.4.1 自互譜法的基本原理
        3.4.2 永磁同步電機(jī)的運(yùn)行模態(tài)實(shí)驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 電磁激勵(lì)作用下的振動(dòng)響應(yīng)
    4.1 振動(dòng)響應(yīng)的解析計(jì)算
    4.2 電磁力作用下的振動(dòng)響應(yīng)
    4.3 齒槽轉(zhuǎn)矩作用下的振動(dòng)響應(yīng)
    4.4 永磁同步電機(jī)振動(dòng)響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.4.1 兩種電磁激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)
        4.4.2 齒槽轉(zhuǎn)矩作用下的振動(dòng)響應(yīng)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 永磁同步電機(jī)減振優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 電磁激勵(lì)的優(yōu)化
        5.2.1 設(shè)計(jì)變量的確立
        5.2.2 齒頂弧偏移對(duì)于電磁激勵(lì)的影響
    5.3 定子模態(tài)優(yōu)化
        5.3.1 優(yōu)化目標(biāo)的確立
        5.3.2 設(shè)計(jì)變量的選擇
        5.3.3 基于響應(yīng)面法的定子模態(tài)優(yōu)化
    5.4 優(yōu)化后的振動(dòng)響應(yīng)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]永磁同步電動(dòng)機(jī)電磁振動(dòng)與噪聲的研究[D]. 蔡黎明.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[4]基于有限元的鼠籠電機(jī)電磁振動(dòng)噪聲研究[D]. 劉昌奇.上海電機(jī)學(xué)院 2016
[5]環(huán)境激勵(lì)下船舶結(jié)構(gòu)模態(tài)分析實(shí)驗(yàn)與理論研究[D]. 姜大正.大連理工大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3649079