永磁同步电机常用齿槽配合的电磁振动

由于转子永磁体和定子铁心之间存在极强的电磁吸力,当转子旋转时会引起电机定子的机械振动。对不同齿槽配合的永磁同步电机电磁振动问题进行了分析比较和实验研究,包括9/6、18/6、12/8、24/8、12/10、15/10六种不同的齿槽配合。文中首先分析了永磁电机内部的电磁力分布,通过二维电磁场的分析计算,可以得到在不同转子位置时电机内部的电磁力分布。通过把电磁力耦合到电机的瞬态结构有限元模型中,可以计算得到永磁同步电机的振动频谱,并得到了实验验证。该方法已被用来研究和比较不同齿槽配合的永磁同步电机的电磁振动特性。     

永磁电机转子强度接触有限元分析

永磁电机转子强度计算的难点在于电磁场产生的电磁力与边界接触力的耦合作用的计算.本文应用有限元分析软件Ansys,通过二维电磁-结构耦合场对永磁电机转子强度进行求解,获得了在计及电磁耦合作用条件下的永磁电动机转子强度计算结果,并得出了电机转子的应力分布情况,为此类电机设计提供了参考.     

电机振动噪声研究(二) 电磁噪声起因及激振力波

2.1电磁噪声产生原因电机运行时气隙中存在基波磁场和一系列谐波磁场,这些磁场相互作用除产生切向力,从而产生切向电磁转矩以外,还会产生随时间和空间变化的径向力。一般情况下电机气隙中存在各种次数、各种频率的旋转径向电磁力波。每个径向力波都分别作用在定、转子铁心上,使定子铁心和机座以及转子出现随时间周期性变化的径向变形,即发生振动,振动频率就是力波作用的频率。由于转子铁心刚度很大,所产生的振动量很小,故一般仅考虑定子铁心和机座的振动。电磁噪声主要是由于定子的振动使周围空气脉动而     

轴向磁场无铁心永磁电机电磁力及转子机械强度的研究

轴向磁场永磁电机因其结构紧凑、功率密度高等优点获得越来越多的应用,对于无铁心轴向磁场永磁电机,转子盘体之间的轴向电磁力有可能会引起转子的变形,从而影响电机运行的可靠性。研究了轴向磁场无铁心永磁电机的电磁场及转子的机械强度,利用有限元分析方法和解析方法计算了电机两个外转子之间的电磁力。将该电磁力作用于转子盘上,利用结构有限元分析方法仿真分析转子盘体应力及最大变形,为转子结构的优化设计提供依据。     

浅谈电磁噪声和磁性槽楔

本文首先从微观和宏观上定义了电磁噪声;介绍了影响电磁噪声的诸因素和磁性槽楔与电磁噪声的关系;计算了Z4-280-31B电机的振动级并用成熟的经验分析了该电机产生电磁噪声和原因;最后归纳了几条常用的降低直流电机电磁噪声的方法。 1 何为电磁噪声从微观上讲,电磁噪声是由于磁滞伸缩,即电磁材料在电磁场作用下的收缩或伸张而引起的。其主要根源是加于气隙的铁芯周围的电磁力,引起异性相吸,将吸引未被磁化的铁磁材料。因此,不论电机的转子或是定子,一旦被通电励磁,即会产生电磁噪声。     

单相串激电动机的磁噪声

单相串激电动机大量用于吸尘器、电动工具、缝纫机、绞肉机等家用电器中。生产串激电动机所碰到的困难问题之一是噪声。产生噪声的原因是多方面的,有机械、空气动力及电磁方面诸因素。本文就单相串激电动机中电磁噪声产生的原因及削弱的方法作一分析研究。根据电工基础,当空气隙中通过磁力线以后,由于磁力线有缩短自己长度的倾向,在定子和转子之间就要产生一个拉力,这个拉力称为磁拉力。在磁拉力的作用下,定、转子会产生弹性变形。当电机旋转时,如果磁拉力的情况反复发生变化,电机变形的情况也会反复发     

转子结构优化削弱车用永磁同步电机振动噪音

针对内置式永磁同步电机由低阶齿谐波引起的电磁力波产生的电磁噪声大的问题,以一款8极48槽内置式永磁同步电机为研究对象,结合麦克斯韦应力张量法与气隙磁场理论给出低阶齿谐波引起的主要噪声倍频.提出了采用转子分段斜极和转子开辅助槽的方法来削弱由低阶齿谐波引起的径向电磁力波,从而削弱该电机的电磁振动和噪音.建立了转子分段斜极的电磁力波解析模型,分析了转子分段斜极与转子开辅助槽对电机电磁噪音的削弱机理.建立了电磁有限元和结构声场耦合模型进行仿真分析,仿真结果表明由一阶齿谐波引起的0阶12f1电磁力在电机工作高速时接近定子0阶固有频率时会达到共振条件激发幅值大的噪音.样机噪声实验结果表明转子结构优化后有效削弱了由一阶齿谐波引起0阶12f1电磁力产生的48倍频电磁噪音.     

电动汽车用永磁同步电机电磁振动噪声分析及优化

电机径向电磁力是引起电机电磁振动噪声的主要原因,本文应用Maxwell应力方程推导出电动汽车用永磁同步电机径向电磁力的解析表达式,并在此基础上分析总结了永磁同步电机各径向电磁力的来源及阶次和频率。转子结构的改变将影响电机磁场的分布,从而进一步影响电机的径向电磁力及电磁振动噪声水平。本文以一台电动汽车用永磁同步电机为研究对象,为削弱电机的电磁振动噪声,提出了方案1和方案2两种转子结构。分别对方案1、方案2和原样机进行电机电磁力和电磁振动噪声数值计算和对比分析。对比分析结果表明,方案2的转子结构能有效改善电机的电磁振动噪声。本文的分析结果为电动汽车用低振动噪声永磁同步电机的设计提供了研究基础。     

转子分段移位斜极的永磁同步电机轴向电磁力分析

永磁体转子分段移位斜极有效抑制了电机的齿槽效应,也可能产生额外的不平衡轴向电磁力,永磁体转子分段移位斜极方法已成为研发高品质永磁同步电机的关键技术.基于轴向电磁力的解析式,解析了永磁同步电机轴向电磁力产生的机理.以一台48槽8极永磁同步电机为例,进行永磁同步电机轴向电磁力的三维有限元仿真实验与抑制技术研究,结果表明,永...     

开关磁阻电机径向力的计算与分析

<正>1开关磁阻电动机噪声分析SR电机的噪声由三大类组成:电磁噪声、机械噪声和空气动力噪声。其中磁吸力力图使磁路的磁阻最小。磁吸力可分为两个方向的分量:切向磁吸力和径向磁吸力。切向磁吸力正是所需要的使电机运转的电磁转矩,是波动性的,会使转子运行不平稳,产生振动,通过转子轴和端盖发射噪声。     

中型异步电动机振动原因简析

1　引言电机振动主要分电磁振动、机械振动、空气动力振动三种类型 ,电磁振动由定、转子气隙中的电磁力作用产生 ,它与电机气隙内谐波磁场及由此产生的电磁力波幅值、频率、极数及定子本身的固有频率、阻尼、机械阻抗有关。机械振动主要由电机轴承、电刷及转子质量不平衡引起。空气动力振动主要与电机风路设计、风扇选用有关。电磁振动与机械振动可通过电机带电运行和断电运转时振动的差别进行区分 ,电磁振动在电机断电时消失 ,而机械振动则继续存在。2　各类振动的特征及频率根据标准要求 ,中型异步电动机 (卧式 )各测振点位置分布如图 1所…     

异步起动永磁同步电动机电磁振动特性及抑制措施的研究

现有关于永磁电机电磁振动的研究主要围绕单边开槽永磁电机展开,而异步起动永磁同步电动机的定转子双边开槽、永磁体内置于转子铁心内部,导致其电磁振动特性及抑制措施的研究难度大幅增加。本文针对异步起动永磁同步电动机的负载运行,提出了一种新的电磁力解析分析方法,建立了不同阶数、频率的电磁力与电机定转子齿槽参数之间的明晰关系。利用机械阻抗法计算了电机主要低阶电磁力的电磁振动响应,并得到了对电机电磁振动起主要作用的低阶电磁力的频率。进一步研究了通过改变定子齿宽抑制上述主要电磁力,并得到了相应的定子齿宽确定方法,利用有限元法验证了上述抑制措施的有效性。     

一起绕线转子电动机故障分析

去年我厂新建两台10t冲天炉,爬式加料机构用25kW绕线电动机转子串电阻来实现上、下料斗慢→快→慢运行。在设备生产厂家负责安装完毕后的试生产中,发现料斗下降时,为快→慢→快运行。经分析,认为是由于忽视发电制动原理造成的。 我们知道,在下降时,由于料斗重量所形成的转速n_2超过电机旋转磁场的转速n_1,这时转子导体就切割旋转磁力线,根据左手定则,电磁力F的方向与转子旋转方向相反,此时电动机便处在发电制     

基于转子轴向通风孔尺寸及拓扑结构的电机性能研究

针对传统路法在定量分析转子轴向通风孔尺寸对电机性能影响时表现出的狭隘性,以1台400 k W、6 000 V高压异步电动机为例,建立了场-路耦合的二维瞬态电磁场时步有限元模型,分别对不同的转子轴向通风孔尺寸拓扑结构下电机内的电磁场进行了计算,分析了转子轴向通风孔尺寸及拓扑结构对电机内气隙磁密、损耗、径向电磁力等电磁特征量影响的演变规律。以此为基础,探讨了转子轴向通风孔尺寸及拓扑结构对电机起动、运行性能的影响。最后,通过对比电机有限元计算结果与试验结果,验证了计算方法的准确性,为转子轴向通风孔尺寸及拓扑结构的设计和优化提供了理论依据。     

车用爪极发电机电磁振动影响因素研究

针对某型车用爪极发电机的电磁噪声振动问题进行了分析和实验验证。推导出电磁力解析模型;定性分析电机负载、定子与转子同轴度、转子动平衡、爪极形状等方面对电磁力幅值的影响;装配相应参数的电机进行测试验证。结果表明,爪极式交流发电机电磁力会产生6kf(k=1,2,3,…)阶电磁振动,其中36阶最为明显。电机负载,定子与转子同轴度和爪极形状对36阶电磁振动有显著影响。该研究对车用爪极式交流发电机产生的电磁振动噪声优化具有一定的指导意义。     

车用永磁同步电机的电磁噪声分析与抑制

电机模态的准确分析是实现电机低噪声驱动设计的重要环节。当电机模态频率与对应阶次径向电磁力波频率接近时,会产生共振。以一台6极36槽的70 kW商务车主驱动永磁同步电机(PMSM)为研究对象,对比分析转子开辅助槽和针对一阶齿谐波的转子分段斜极方法对电磁力波的影响。采用转子开辅助槽和转子分段斜极的优化方法后,0阶12倍频径向电磁力波幅值可减小79%。建立电机三维有限元模态仿真模型,分析电机结构部件对模态的影响,结合常用车载驱动电机的安装固定方式对外壳进行约束,分析不同约束方式下电机的模态特性。结果表明,在峰值功率8 000 r/min的工况下,优化设计方案下的0阶12倍频的径向电磁力波幅值较大,但由于频率为4 800 Hz,远离电机模态的固有频率,因此不会发生共振,降低了电磁噪声。     

开关磁阻电机转子径向电磁合力的解析建模

由于开关磁阻电机的双凸极结构及磁饱和特性的存在,运转过程中转子径向电磁力的表征缺乏系统有效的方法,造成电机转子振动和噪声分析困难。该文综合等效电路和麦克斯韦应力法,给出了单定子线圈激励下转子所受径向电磁力的表达式。在六对绕组分别采用方波电流和叠合电流激励的工况下,推导了偏心转子运转过程中所受径向电磁合力的解析表达式。在额定转速下,分析了转子所受径向电磁合力的时间历程和频谱分布规律。电磁有限元仿真计算表明该解析模型具有较高的精度,为后续分析开关磁阻电机转子的机电耦合振动奠定了基础。该文建模方法还可用于不同定转子极数的其他开关磁阻电机转子在运转过程中的径向电磁合力建模。     

三相异步电动机转子偏心时径向电磁力特性分析

针对异步电动机转子处于偏心状态时产生的电磁不平衡拉力会引起电动机振动,严重影响电动机性能的现象,根据电磁场理论建立了转子偏心状态时径向电磁力解析表达式,分别利用解析法和有限元数值法对偏心状态的电磁力特性及其对电机振动影响进行分析,对样机进行振动测试和模态实验。结果表明:电机转子偏心时径向电磁力存在奇次力波;在转子动偏心时径向电磁力的频率出现了与转子磁场角频率相同的频率。研究结果为异步电动机的故障诊断和振动研究奠定了基础。     

内置式永磁同步电机电磁噪声的削弱研究

内置式永磁同步电机具有高效率、高功率密度等优势,被广泛应用在各类驱动领域.本文以某用途48槽8极内置式永磁同步电机为研究对象,推导了径向电磁力波公式,分析了其影响电机电磁噪声的主要阶次,采用转子表面开圆弧形辅助槽的方法来削弱电磁噪声.通过有限元计算分析了优化前后电机的气隙磁场和电磁力密度变化,基于Workbench平台,仿真分析了电机的振动噪声.结果表明采用开辅助槽的转子结构减少了气隙磁场谐波,降低了全工况范围内影响电机电磁噪声的主要阶次电磁力密度,削弱了电机的振动噪声.     

无刷直流电机的电磁力分析

对微型电机的电磁机构和转子的电磁力分布进行了分析。根据电机技术参数并利用ANSYS Maxwell软件建立了专家模型。将专家模型导入Maxwell2D形成二维电机的全模型,并利用场计算器得出径向和切向的气隙磁密及转子所受电磁力的密度曲线。对转子所受电磁力进行傅立叶分析,并讨论了有槽和无槽电机电磁力对齿槽转矩及电机振动的影响。