风机用永磁同步电动机振动和噪声的分析

为了降低永磁同步电动机的振动和噪声,以一款风机用的12槽10极永磁同步电动机存在较大振动和噪声为例,利用径向力波分析原理,提出将该款电动机的槽极配合改为24槽8极,通过将分数槽改为整数槽来减少气隙磁场的谐波分量,进而减少低阶径向力波。基于Maxwell 2D建立12槽10极、24槽8极两款电动机的有限元模型,对其进行仿真分析,分别获得定子磁场在额定负载时和永磁体磁场在空载时的气隙磁密波形并对其进行傅里叶分解,然后进行径向力波分析。经过对比分析得出,24槽8极电动机的低阶力波均为0,而且该电动机气隙磁场仅存在奇次谐波。该文为降低风机用永磁同步电动机的振动和噪声在理论上提供了较高的参考价值。     

永磁同步电动机电磁振动噪声的分析与研究

简要地分析了径向电磁力的产生原理,基于力学理论可以得到振动幅值与径向电磁力,振动频率和力波次数的关系。利用Maxwell 2D有限元分析软件分别仿真计算了两台12槽10极和24槽8极永磁同步电动机的电枢磁场和永磁体磁场。通过径向力波分析研究永磁同步电动机的电磁振动噪声,结果表明,12槽10极永磁同步电动机包含大量次数低于4次的径向力波,24槽8极永磁同步电动机的径向力波次数均为0,显然整数槽电动机比分数槽电动机更有利于降低电机的电磁振动噪声。此方法能够为降低永磁同步电动机的电磁振动噪声提供理论依据。     

分数槽集中绕组永磁电动机的槽极选择与径向力分析

介绍了分数槽集中绕组永磁交流电动机槽极选择的主要依据。简要介绍了永磁电机径向力波分析的理论,重点分析了分数槽集中绕组永磁交流电动机的主要谐波类型。利用有限元分析方法计算了10极分数槽集中绕组永磁交流电动机的谐波磁场,进行了径向力波分析。综合对比不同槽数下电动机的绕组系数、低阶力波含量和齿槽转矩,选择出合适的槽极配合。     

永磁同步电动机径向电磁力的分析

简要推导和分析了径向电磁力的产生原理.利用有限元分析软件计算了8极24槽、36槽、48槽三台永磁同步电动机的空载磁场和额定负载磁场的谐波含量并进行了径向力波分析.该方法可以有效分析永磁同步电动机的径向电磁力,同时分析了不同极弧系数和磁钢偏心距对磁场正弦畸变率的影响.分析和计算结果表明:相比分数槽电机,采用整数槽可以有效减小电机的径向电磁力,为降低永磁同步电动机振动与噪声提供了理论依据.     

基于解析法和有限元法的PMSM电磁力波分析

针对一款现代纺织用48槽8极整数槽永磁同步电动机(PMSM)进行磁场谐波理论和径向力波分析。采用解析法对合成气隙磁场、定子电枢绕组磁场、转子永磁体磁场进行谐波分析。利用解析模型与有限元模型的结合,对比分析了径向电磁力波次数,并设计了基于Python的预处理程序。在完全去解析化的情况下采用有限元法分析了电磁力波的幅值和频率。通过对径向电磁力波空间和时间分布上的进一步仿真,得出与力波次数表相同的谐波极对数,以及具体的力波幅值和频率。通过两者数据对比,验证了有限元法的正确性,同时可以快速、直观地定量分析电磁力波的幅值和频率,误差较小;清楚地观察径向电磁力波空间和时间分布的波动程度及波动位置,为初步判断电机电磁振动噪声的影响程度和后续减振降噪的优化设计奠定了基础。     

正弦波供电下永磁同步电动机径向电磁力波研究

径向电磁力是影响永磁同步电动机电磁振动噪声的主要原因。抑制永磁电机电磁振动噪声的方法为:1提高电磁力波次数;2降低电磁力波幅值;3使电磁力波频率远离电机的固有频率。本文分析了永磁同步电动机的径向电磁力波次数和频率,对力波次数以及不同磁场产生的力波频率所满足的规律进行了总结;并使用有限元法计算了两台电机的气隙磁场谐波,对由气隙磁场产生的低次数径向力波幅值进行分析,找出了产生低次数大幅值径向力波的磁场谐波源规律。     

基于永磁体优化PMSM力波与模态分析

通过简要解析分析一款注塑机用48槽8极永磁同步电动机(PMSM)的电磁振动与噪声产生机理,针对转子永磁体磁场,采用扫描法优化主要参数(极弧系数、永磁体磁极厚度、永磁体磁极偏心距),并分析了不同参数变量对气隙磁场谐波畸变率的影响规律;利用优选的参数变量,对永磁体磁极优化前后的电机模型进行电磁力波与模态参数的有限元仿真分析,最终达到减振降噪的效果。结果表明:该方法削弱了径向电磁力波空间分布与时间分布的幅值,而且通过降低永磁体磁极质量,可以提升模态固有频率,避免共振现象的发生。该方法能有效地抑制振动与噪声,为此类电机电磁噪声的计算与分析奠定了基础。     

表贴式调速永磁同步电动机径向磁拉力分析

分析了永磁同步电动机中负载磁场的主要谐波分量,对面贴式永磁同步电动机空载及负载磁场进行径向力波分析,该方法可以有效分析永磁同步电动机的径向磁拉力,并为采取对应措施消除由其引起的永磁同步电动机振动与噪声提出了理论依据.     

极槽数配合对永磁直线同步电动机动子法向振动的影响

永磁直线同步电动机法向磁场力波动是引起精密机床直线进给系统振动的主要原因,为分析不同极、槽数配合对永磁直线电机法向振动的影响,采用有限元法计算了不同极、槽数配合的永磁直线同步电动机法向磁应力低阶谐波次数、直线电机动子的固有频率和振动模态,以及不同极、槽数配合的直线电机法向磁场力的激振频率。分析结果表明:永磁直线同步电动机的极、槽数相差越小则动子的主振型阶次越低,越易引起共振。精密机床进给系统永磁直线同步电机的选择应综合考虑极、槽数配合对推力波动的削弱和对法向振动的影响。     

注塑机用永磁同步电动机的设计与分析

为改善注塑机用永磁同步电动机的气隙磁密波形,降低振动和噪声,提出一种新的转子结构。设计了一台8极36槽永磁同步电动机,在转子铁心上适当打孔和开槽,借助电磁场有限元分析软件ANSYS Maxwell,建立电机模型,并对电机空载气隙磁场、齿槽转矩、电磁转矩及径向电磁力波进行了分析与计算,仿真结果表明,采用该转子结构可减少电机转矩脉动和气隙磁场谐波。样机试验结果验证了该电机设计的合理性。     

基于Maxwell的整数槽永磁同步电动机分析与设计

为降低整数槽永磁同步电动机的振动和噪声,提出一种新的磁极偏移方法,设计了一款2 000 r/min,52 k W、8极48槽永磁同步电动机。基于Ansoft/Maxwell,创建了电动机的二维有限元模型,计算和分析了电动机的齿槽转矩、转子气隙磁场、输出转矩和径向力波。仿真结果表明:通过采用该磁极偏移方法,可以降低电动机的转矩脉动和噪声。仿真结果与样机试验结果误差在5%以内,验证了该电动机设计的可靠性。     

不同极槽配合永磁同步电动机振动噪声分析

永磁同步电动机的极槽配合不同,其对电机振动噪声的影响也各不相同,尤其是分数槽绕组的采用使永磁同步电动机的谐波磁场变得更加复杂。利用Ansoft软件计算电机的主极磁场,再通过谐波分析得出各次谐波的幅值,最后利用分析结果计算电机的电磁噪声。计算结果与实验值吻合较好;并总结出不同极槽配合对电机电磁噪声的影响。     

具有变磁阻励磁回路的永磁同步电机可变励磁功能的研究

提出了一种励磁回路变磁阻的可调励磁磁通的新型永磁同步电动机。这种电机通过永磁体的滑动调节励磁回路的磁阻，调整其提供的有效磁通，实现气隙磁场的调控功能。基于磁场力分析的简化模型，定性分析出永磁体的磁场力跟随速度增加而增大的变化规律，方向为径向指向圆心或偏离微小角度。分别就永磁体在永磁体槽中的位置、非导磁体的形状以及电机饱和等3种不同情况，运用虚位移法进行了永磁体的磁场力的定量计算。计算结果与磁场力分析结果相吻合，验证了力的变化规律满足弱磁原理中平衡离心力的 要求。     

无轴承永磁同步电动机永磁体参数优化设计

介绍了无轴承永磁同步电动机径向悬浮力产生原理。通过对比各种永磁体材料的性能和不同转子磁路结构特点,确定采用钕铁硼稀土永磁体,选择转子表面凸装式结构;从理论上分析了径向悬浮力与永磁体厚度、径向悬浮力绕组电流之间的关系;采用有限元方法,在考虑磁路饱和及非线性情况下,对实验样机径向悬浮力进行了计算和分析。研究结果对无轴承永磁同步电动机如何获得最大径向悬浮力以及电动机的优化设计具有参考价值。     

外转子永磁同步电动机的分析与设计

设计了一款167r/min、36槽30极、11.6k W的外转子永磁同步电动机。利用ANSYS/Maxwell有限元分析软件建立了该款电动机的二维有限元仿真模型,对齿槽转矩、定转子气隙磁场、输出转矩进行了仿真,对径向力波进行了分析,结果表明该款电动机的力波次数均为0,有利于降低电动机的振动与噪声。在工程实践上具有一定的参考价值。     

外转子永磁同步电动机空载气隙磁场的分析与验证

采用磁场分析方法,利用等效面电流法对永磁体进行等效,分析了永磁电动机在永磁体径向充磁情况下的空载气隙磁场。并以外转子永磁同步电动机为例,利用Ansoft软件进行有限元分析,将其仿真结果与理论分析结果进行对比,得出利用磁场分析方法来分析永磁电动机的空载气隙磁场是正确可行的。     

电机气隙磁场谐波分析程序设计

为简化对Ansoft Maxwell 2D的电机气隙磁场傅里叶分解数据的分析和处理,利用Excel VBA设计了电机气隙磁场谐波分析程序。本文介绍了Ansoft Maxwell 2D傅里叶分解工具的使用方法,给出了谐波与横坐标的对应关系、VBA程序设计的思路和代码的实现。利用所设计的程序分别对48槽8极三相永磁同步电动机和8槽6极单相永磁同步电动机的电枢磁场进行分析,准确得到各磁场谐波所对应的次数,并验证了程序结果的正确性。本文所设计的程序对电机气隙磁场谐波的分析具有实用价值。     

面包型偏心磁极永磁电机磁极优化设计

对于永磁同步电动机而言,正弦的气隙磁场,意味着更低的径向电磁力谐波和更低的转矩脉动。文章结合表贴式永磁电机径向气隙磁通密度函数和面包型永磁磁极结构特点,考虑定子开槽对电机有效气隙长度及永磁体相对磁导率对气隙磁场的影响,得到可以寻找平行充磁表贴式面包型偏心磁极最优偏心距和极弧系数的气隙磁场优化解析模型,并利用有限元软件验证了解析模型的准确性和有效性。这种解析模型,计算较子域法简单,也不需要对永磁体分段,来考虑永磁体上表面的偏心对气隙磁场的影响,但同时精度较高,对于面包型表贴式永磁电机的优化设计较大的指导意义。     

环形永磁体无刷直流电动机磁场分析及参数计算

小体积的永磁电机考虑到制造工艺及成本,其转子一般会采用多极的环形永磁体。随着家电及信息产业的发展,环形永磁体在小型永磁电机中的应用越来越广泛。通过Ansoft有限元对整数槽和分数槽环形永磁体无刷直流电动机气隙磁场波形、谐波含量进行分析,对比了与表面贴装式磁钢的区别,并利用有限元对漏磁系数、极弧系数等参数进行计算,得出相应的分析数据。     

无轴承永磁电动机有限元分析及结构优化设计

针对无轴承永磁电动机内部磁场复杂、磁路计算时经验参数多、设计计算误差较大等问题,基于AN-SYS对无轴承永磁电动机进行了电磁场有限元分析和结构优化设计,验证了无轴承永磁电动机的悬浮原理和悬浮力模型,分析了永磁体厚度、极弧系数和气隙长度对径向悬浮力的影响,以及极弧系数对气隙磁密畸变率的影响,以获得最大悬浮力和最小气隙磁密畸变率为目标,结合实际情况得出了无轴承永磁电动机的最佳结构参数。