基于有限元模型的开关磁阻电机振动研究

振动和噪声问题阻碍了开关磁阻电机的推广应用。防止径向力的谐波频率与定子固有频率产生谐振是减小振动和噪声的有效手段,因此确定定子径向力及振动加速度波形并进行频谱分析是减振降噪研究的首要前提。本文通过有限元计算得出不同转子位置、不同电流激励下的定子径向力,基于有限元模型并结合开关磁阻电机振动频域响应函数在Matlab/Simulink仿真环境下建立了开关磁阻电机振动仿真模型,对输出的径向力及振动加速度波形进行频谱分析,从而可找到其主要的谐波分量。本文的研究对于选择合适控制策略来减小开关磁阻电机的振动和噪声有积极意义。     

轴向磁通开关磁阻电机的电流斩波控制研究

以轴向磁通开关磁阻电机为对象,介绍了轴向磁通开关磁阻电机控制技术,包括轴向磁通开关磁阻电机调速系统的基本原理和轴向磁通开关磁阻电机的三种基本控制方法,即电压斩波控制、电流斩波控制和角度位置控制,并在轴向磁通开关磁阻电机上应用电流斩波控制方法进行研究。     

磁悬浮开关磁阻电机及其关键技术发展综述

磁悬浮开关磁阻电机结合磁轴承技术与开关磁阻电机优点,通过径向力的主动控制,有效改善了开关磁阻电机因不平衡磁拉力造成的振动和噪声问题,在航空航天、飞轮储能等领域具有非常广阔的发展前景。结合国内外相关文献,介绍了磁悬浮开关磁阻电机的研究现状,总结了目前磁悬浮开关磁阻电机的主要研究内容与关键技术,并讨论了其未来的发展趋势。     

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.     

定子齿顶开槽减小开关磁阻电机振动和噪声分析

开关磁阻电机的双凸极结构引起较大振动噪声,限制了它在许多领域的应用。根据虚位移理论分析了径向力减小的原理。在定子齿顶开矩形槽,沿径向方向的磁通密度部分改变为切向方向,减小了径向力,从而减小振动噪声。通过优化槽口的宽度和高度,得出最佳开槽尺寸。对传统定子和开槽定子多物理场分析,得到两种结构的固有频率、振动响应频率以及声压频谱。仿真表明,该方法有效减小了开关磁阻电机的径向力,改善了开关磁阻电机的振动和噪声。     

新型转子齿的高速开关磁阻电机转矩脉动抑制

开关磁阻电机具有较大的噪声和振动,噪声和振动的主要原因之一就是转矩脉动。与常规转速的开关磁阻电机相比,高速开关磁阻电机的转矩脉动问题更为严重。为有效抑制高速开关磁阻电机的转矩脉动,设计了一种新的转子齿形,把转子带极靴和转子齿两侧开槽结合在一起。并且对极靴形状和开槽位置大小进行参数优化,得到了最优解。在保证平均输出转矩基本不变的前提条件下,极大的减小了转矩脉动,转矩脉动系数从2.47下降到1.45。通过比较改良前后电机特性,验证了此方法的合理性与正确性,为高速开关磁阻电机后续的优化研究奠定了基础。     

轴向磁通开关磁阻电机的起动发电研究现状

介绍了轴向磁通开关磁阻电机的起动发电控制技术,其中包括轴向磁通开关磁阻电机调速系统的组成和轴向磁通开关磁阻电机的三种基本控制方法,即电压斩波控制、电流斩波控制和角度位置控制,指出轴向磁通开关磁阻电机在电动车辆、纺织工业、家电应用等领域良好前景。     

开关磁阻电机非线性径向力的有限元计算

开关磁阻电机的径向力存在着严重的非线性,它是转子位置角和定子相电流的非线性函数,因此如何分析和计算开关磁阻电机的非线性径向力模型是研究振动与噪声的关键问题。该文基于有限元原理,通过虚位移法对开关磁阻电机的径向力非线性模型进行分析和计算。最后,应用ANSYS软件计算样机径向力的有限元模型,得到了径向力与转子位置角和定子相电流的非线性关系曲线,为开关磁阻电机非线性振动及控制研究奠定了基础。     

开关磁阻电机降噪的新结构探索

噪声是开关磁阻电机的主要缺点,而径向力突变引起的定子振动是噪声的主要来源.本文利用二维有限元方法计算出开关磁阻电机定子所受的径向力,对于在设计阶段探索电机新结构以降低噪声有很好的指导意义.     

绕组连接方式对开关磁阻电机振动影响的研究

开关磁阻电机（SRM）具有结构简单坚固、控制灵活简便等优点,但较大的振动和噪声在一定程度上制约了其在各行业的广泛应用。SR电机的绕组连接方式不仅会对电机的电磁性能带来影响,也会影响电机振动噪声的大小。径向力是引起开关磁阻电机电磁噪声的主要原因。本文针对四相8/6开关磁阻电机,分析NNNNSSSS、NSNSSNSN这两种常用绕组连接方式下磁链和径向力差异;并以径向力为激励建立SR电机振动的有限元模型,研究不同绕组连接方式对振动响应的影响。通过实验进行验证得到结论:当SR电机运行在磁路饱和工作状态下,采用NNNNSSSS定子极性排布的连接方式更有利于减小电机运行时的振动。     

减小开关磁阻电机转矩脉动、噪声和振动方法研究综述

开关磁阻电机的主要缺点是运行时有转矩脉动,噪声和振动比较大;性能改善一般从电机本体结构优化和控制优化两个方面进行.主要从电机结构尺寸和参数优化设计方面,阐述近年各种减小开关磁阻电机转矩脉动和噪声及降低振动的方法.     

有效阻尼开关磁阻电机振动的定子灌体结构

区别于现有的抑制开关磁阻电机振动的解决方法,利用有效阻尼手段衰减该电机的振动。经过数学建模,得出有效阻尼系数与电机振动位移成反比的结果,在此基础上提出利用非材料阻尼构造较强的有效阻尼系数来明显降低电机的振动噪声。在这些研究结果基础上,提出开关磁阻电机定子的蒸发冷却灌体结构,详细描述该灌体结构的设计制造过程,该灌体结构既抑制了开关磁阻电机振动,又没有影响到该电机的力能指标。     

无轴承开关磁阻电机的振动控制策略

磁阻电机的振动和噪声问题已成为阻碍其推广应用的一大障碍。本文研究了一种利于减小无轴承开关磁阻电机定子电磁振动的悬浮运行控制策略。该控制策略在保证电机稳定悬浮的前提下,通过对主绕组实施两步换相以减小由于换相时径向力突变而带来的定子振动。基于BSRM的运行原理、转矩和径向力的数学模型,介绍了新型控制策略的基本原理;制定了两步换相带来负转矩的补偿方法,推导了电机相关控制参数的计算方法;仿真证实了新的控制策略可有效地减小BSRM定子电磁振动,验证了理论分析的正确性和可行性。     

开关磁阻电机的定子振动分析

对开关磁阻电机的振动分析方法进行了研究,提出了基于模态分析的振动仿真方法,用多个单自由度系统的线性叠加来近似等效开关磁阻电机的定子振动,建立了振动分析的Matlab仿真模型。对一台样机进行了模态分析和振动仿真,分析了不同控制策略对电机振动的影响,为制定合理的控制策略提供指导。     

无轴承开关磁阻电机控制策略综述

无轴承开关磁阻电机结合了磁轴承与开关磁阻电机的双重优点,在航空、高速等领域具有非常广阔的发展前景。该文简要地介绍了无轴承开关磁阻电机的工作原理及其数学模型,总结了近年来无轴承开关磁阻电机在控制策略方面的研究成果,并对主要控制策略的优缺点进行了分析和比较。最后指出了无轴承开关磁阻电机未来的研究和发展方向。     

开关磁阻电机的电磁参数设计与研究

对开关磁阻电机的理论进行了阐述,介绍了开关磁阻电机的基本结构,系统的阐述了开关磁阻电机的双凸极结构和磁通沿磁阻最小路径闭合的工作原理,对于开关磁阻电机旋转过程中的定子绕组A、B、C、D四相通电顺序做了详细论述,以及通电顺序对电机转动方向的影响,给出了电机的转速方程,介绍了开关磁阻电机的基本方程,包括电动势平衡方程和转矩平衡方程,对开关磁阻电机的损耗计算做了简单的分析,分析了各种损耗的主要来源,并给出了各损耗计算的方法及计算公式。     

开关磁阻电机非线性径向电磁力解析建模

针对开关磁阻电机径向电磁力严重的非线性问题,首先采用基于磁动势乘以磁导的解析法并结合铁心材料特性曲线,来预测开关磁阻电机的饱和磁场,然后运用麦克斯韦应力方程求解得到非线性的径向电磁力。该解析法可用于求解任意极对数的开关磁阻电机在任意转子位置下的径向电磁力。结果表明,解析结果与有限元结果整体吻合较好,进一步验证了该方法的有效性,从而为开关磁阻电机的振动噪声预测与优化研究奠定基础。     

一种利于开关磁阻电机降噪的新散热筋结构

振动和噪声问题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.本文在散热筋用料一定的条件下,通过改变散热筋结构形式、高度、根数以及形状,建立了八种计算模型,利用三维有限元模态分析对这些模型进行了仔细的分析和比较,最后得出了最有利于降噪和散热的散热筋结构是高度高、根数多、上窄下宽的梯形截面的周向散热筋的结论.本文的研究对于低噪声开关磁阻电机设计具有很好指导意义.     

开关磁阻电机振动分析

开关磁阻电机的电磁噪声来源于电磁振动,通过改变电机定转子结构,从而改变定转子气隙磁密,减小气隙中的径向磁密,同时减小径向电磁力与转矩脉动,达到抑制电磁振动的目的,减小了开关磁阻电机振动,并通过傅里叶分解径向磁密观察径向磁密谐波含量,分析定子振动。通过Ansoft求得电磁力密度加载到Ansys Workbench瞬态结构中定子上,观察定子结构应力变化。得到了新定子、转子结构能有效的改善电机的振动情况。     

新型开关磁阻电机及其拓扑结构技术

开关磁阻电机工作遵循磁阻最小原理,且工作时处于高饱和状态,为此,呈现开关磁阻电机结构为多样化,非线性模型复杂化特点.本文在介绍传统开关磁阻电机定转子结构的基础上,针对新型开关磁阻电机及其拓扑结构技术进行综述,对新型开关磁阻电机及其拓扑技术特点及工作原理进行分析和总结.