大型异步电动机定子振动与模态分析

预测电机的振动和噪声需准确计算电机定子结构的固有频率及定子的响应特性。文中利用3D有限元软件研究了定子模态和固有频率，分析了定子叠片结构、绕组对大型异步电机定子固有频率和振动模态的影响；用有限元分析和实验测量确定正交各向异性叠片结构和绕组的材料属性，并与实测结果进行了比较。研究表明，对于大型异步电机，定子绕组对固有频率影响很大，其弹性模量远低于实体铜，有效部分绕组和端部绕组不能简单地以附加质量形式计算固有频率；端部绕组质量和刚度对固有频率的影响大体相互抵消，所以端部绕组对固有频率的影响相对很小。     

基于有限元法的永磁同步电机定子固有频率研究

定子模态分析是研究永磁同步电机(PMSM)电磁振动噪声的重要环节,对定子固有频率进行准确预测是抑制PMSM电磁振动噪声的基础。运用解析法分析了影响定子固有频率的主要因素。建立了定子系统各部分有限元仿真模型,通过有限元仿真和相关数据处理分析研究了绕组、机壳和端盖对定子固有频率的影响。结果表明:当绕组等效弹性模量低于某一临界值时,会使定子固有频率降低,而高于该临界值时,会使定子固有频率升高;机壳和端盖均会使定子的固有频率大幅度提高。     

电动汽车用永磁同步电机定子结构固有频率分析

现代电动汽车驱动电机追求高密度低噪声和宽广的速度运行范围,模态频率的准确预测直接影响电磁振动噪声的预测和抑制。该文基于一台48槽8极车用永磁同步电机,研究分析定子绕组结构、绕组浸漆和绕组端部对电机定子结构固有频率的影响。首先,应用解析法估算定子结构的固有频率,将定子铁心(包括槽内绕组)和绕组端部等效成两自由度系统,分析绕组端部对定子固有频率和振型的影响;然后,建立逼近实际电机定子铁心的有限元模型,分析绕组及浸漆对定子铁心固有频率的影响;最后,用锤击模态实验方法验证解析法计算结果的正确性和有限元模型的精确性。     

开关磁阻电机定子振动的有限元分析

开关磁阻电机(SR电机)定子固有频率的研究对降低电机的噪声和优化控制策略有重要的意义，本文给出了SR电机振动模态分析的数学模型，利用ANSYS有限元软件对不同求解模型进行了详细的计算和分析。结果表明，考虑散热筋、机座和接线盒的三维模型的有限元分析结果与实验测得值有较好的一致性。     

车用电机的有限元模态分析

模态分析是一种确定结构振动特性的技术,是结构运动学的分析基础,固有频率是结构动力学特性分析中的重要指标.采用有限元法对电动汽车驱动用电机进行模态分析,通过对电机结构进行适当假设和等效,建立电机结构定子绕组、机壳、端盖以及转子和轴的模态有限元仿真模型,分析各结构部件对电机固有频率的影响.通过有限元仿真得到电机结构径向各阶模态的固有频率和模态振型,并通过锤击法模态实验和电机空载噪声频谱验证了有限元分析的准确性.     

小型异步电机模态计算与试验分析

以一台1.1k W小型异步电机为样机,采用锤击法进行模态试验,试验对象分别为不带绕组的定子,带有未浸漆绕组的定子,带有浸漆绕组的定子,带有去掉端部绕组的定子以及整机,同时保证所有试验模型的定子均为同一个定子。利用锤击模态试验测得的加速度频响函数的幅值和相位对定子径向二阶固有频率进行了判定。基于试验结果分析了绕组浸漆前后定子固有频率的变化以及端部绕组对定子固有频率的影响。用数值法分别计算了不带绕组定子及去掉端部绕组定子的模态;同时建立了试验样机的三维全域有限元计算模型,并且在转子和轴承连接处施加了约束条件,充分考虑了转子对电机模态的影响,计算与试验结果进行了比较。最后讨论了转子、端盖和机壳对电机定子模态的作用。     

基于物理模型爪极发电机定子系统模态分析

针对车用爪极发电机的定子共振所引起的振动噪声问题,研究定子模态振型和固有频率计算方法。以一台车用爪极发电机定子为例,利用解析法求解了定子铁心的固有频率,同时考虑了绕组对定子固有频率的影响。基于定子物理模型建立了定子铁心和绕组的三维有限元计算模型,对铁心和绕组材料参数根据物理模型进行等效处理,完成了定子铁心以及定子系统的有限元模态分析,全面地研究了定子的各阶模态振型和固有频率,有限元结果和解析法结果最大误差为5. 9%。对该型定子进行了锤击法模态试验,试验结果、仿真和解析计算结果误差均在8. 8%以内,满足工程设计需要。完成发电机振动台架试验,基于试验结果对定子固有频率进行了判定,表明本计算结果的准确性。     

开关磁阻电机定子振动的有限元分析

开关磁阻电机(SR电机)定子固有频率的研究对降低电机的噪声和优化控制策略有重要的意义,本文给出了SR电机振动模态分析的数学模型,利用ANSYS有限元软件对不同求解模型进行了详细的计算和分析.结果表明,考虑散热筋、机座和接线盒的三维模型的有限元分析结果与实验测得值有较好的一致性.     

开关磁阻电机的定子振动模态分析

大的振动和噪声阻碍了开关磁阻电机的推广应用.由于定子的径向振动是开关磁阻电机噪声的主要根源,因此定子振动系统的模态分析是降噪研究的有效手段.该文利用三维有限元法模态分析,通过比较、分析开关磁阻电机定子振动系统的固有频率在不同绕组安装工艺和散热筋结构条件下的变化,得出了加固绕组和采用周向散热筋结构有利于降低开关磁阻电机噪声水平的结论.通过比较一台实验样机的模态分析计算结果和实测结果,证实了模态分析计算的有效性.     

大中型异步电动机定子模态的仿真分析

为了降低电动机的电磁噪声有必要分析和计算定子振动模态.本文利用ANSYS有限元软件研究大中型异步电动机定子的模态振型和固有频率,重点讨论了成型绕组、径向通风道、肋、压圈和机座对定子铁心振动的影响.研究表明,成型绕组对定子模态有重要的影响,不考虑绕组固有频率会明显减小;径向通风道、肋和压圈对高阶模态的固有频率影响较大;机...     

Impact of stator windings and end-bells on resonant frequencies and mode shapes of switched reluctance motors

One of the main drawbacks of switched reluctance motors (SRMs) is vibration and acoustic noise, which limits their application. An accurate predication of the modal vibration frequencies of the SRM stator is essential in order to design a low-vibration motor and operate it quietly. Electronic techniques for noise reduction also depend on knowledge of the resonant frequencies, which depend on the mechanical structure surrounding the laminations. This paper examines the effects of the stator windings and end-bells on stator modal vibration frequencies. The error in the calculation of the resonant frequencies can be up to 20% if the influence of end-bells is neglected. The numerical computations of the stator mode shapes and resonant frequencies are validated with experimental results.     

Radial force calculation and acoustic noise prediction in switched reluctance machines

This paper presents an analytical method for calculating the radial force and predicting the acoustic noise in switched reluctance machines (SRMs). The main source of acoustic noise in an SRM is the radial magnetic force inducing resonant vibration with circumferential mode shapes of the stator. An analytical relationship between radial force and radial vibration is determined, which can be used to predict the noise power level at the frequency of operation. The vibration and sound are functions of machine dimensions, material properties, and rotational speed. The knowledge of the circumferential mode shapes of vibration, the natural mode frequencies of the stator, and the frequency spectrum of the radial magnetic force can be effectively utilized to design SRMs with minimal noise through geometrical design variations. The effect of the number of stator and rotor poles on acoustic noise can also be analyzed with the model presented in this paper. Magnetodynamic simulation by finite-element analysis software has also been carried out to verify the calculation of radial force using the proposed analytical model.     

开关型磁阻电动机固有频率解析计算

运用机电类比法分析了开关型磁阻电动机(SRM)定子振动特性，针对传统解析计算方法仅将定子凸极和绕组以附加质量归入磁轭、但不计其刚度影响的局限性，提出了基于定子凸极归算算法的SRM固有频率解析计算方法。两台典型结构的SRM样机解析计算和二维有限元分析、模态实验结果表明，采取不计定子绕组影响而等效计及定子凸极对磁轭质量和刚度影响的机械阻抗法是一种对SRM定子振动特性进行解析分析的工程实用方法。     

汽轮发电机定子系统固有频率新算法

本文应用群表示理论简化了汽轮发电机定子系统的结构，用有限元方法分析了汽轮发电机定子系统二维和三维两种模型的固有振动特性，给出了冷态工况的二维和三维模型的模态，同时比较了两种模型的分析结果。由模型分析和计算结果可以看出三维模型更符合实际结构。     

Young's modulus for laminated machine structures with particular reference to switched reluctance motor vibrations

The switched reluctance motor (SRM) has a disadvantage of higher acoustic noise, caused by stator vibrations. Techniques for noise reduction require knowledge of the modal frequencies, which depend on mechanical shapes and dimensions as well as material properties, for example, Young's modulus, Poisson's ratio, mass density, etc. It is found that the generally accepted value of Young's modulus is not valid for a machine with laminations and no frame. This paper introduces a simple and nondestructive method for the measurement of Young's modulus; it is then used in a finite-element (FE) program to determine the resonant frequencies of SRM stator vibration. The effects of mass density and Poisson's ratios are also discussed. The FE results are validated by vibration tests, which show good accuracy.     

感应电机振动特性有限元分析

根据感应电机噪声理论,给出了感应电机振动的数学模型,并通过ANSYS软件计算得到了感应电机定子的二维、三维状态下和机座的三维状态下的固有频率和相应的振型,并将计算结果与实际计算值和实验值进行比较讨论其固有模态的特点与结构对其的影响.在铁心的模态分析中,轴向振动阶数为零时,得到的二维定子模型和三维模型的崮有频率是相似的;...