立式电机定子的模态仿真与实验研究

振动是电机的重要性能指标,对电机定子进行振动分析,可以为其结构改进和性能优化提供理论依据。在MSC.Nastran环境下,利用有限元方法进行电机定子的模态仿真,得到定子的多阶固有振动频率、振型等参数值。根据仿真图和数据,分析定子的危险位置和振型。进行定子模态试验,通过试验结果对比验证虚拟样机和数值模拟的有效性。仿真结果表明,系统不会发生共振。最后,在力学分析的基础上探讨螺栓数对结构振动的影响。     

电动汽车驱动电机定子振动特性优化

电机是电动汽车主要噪声源之一。首先对电动汽车驱动电机进行振动测试,分析电机的振动特性,找到其中振动能量较大的频率成分。然后对电机定子结构进行优化,通过改变定子的固有特性来降低定子的振动响应,最终降低电机的振动水平。     

UMT60行波型超声电机定子模态分析

超声电机定子结构的振动特性决定了该结构对各种动力荷载的响应情况,对UMT60行波型超声电机定子进行模态分析,得到定子的振动特性,即固有频率和振型,为超声电机的各种动力分析提供依据.     

环形超声电机定子的振动模态与谐响应分析

振动模态分析和谐响应分析是超声电机优化设计的重要步骤。基于本实验室提出的压电定子和压电转子振型嵌合式环形超声电机,利用有限元软件Ansys10.0建立了直径为60 mm的环形超声定子的模型,并对此电机定子进行模态分析以及谐响应分析,得出了定子的固有频率和振型以及理论振幅值,特别阐述了此电机定子最优振动模态的选择。同时利用Agilent 35670A对制作的电机定子进行扫频测试,结果表明:分析结果与实测结果基本接近。研究结论为超声电机的优化设计提供了理论依据。     

超声波电机定子支撑部分的结构优化分析

超声波电机定子支撑部分的结构对定子振动频率会产生一定影响.介绍了有限元分析软件ANSYS Workbench 及其在超声波电机定子模态分析中的应用,并以直径50 mm超声波电机为例,基于ANSYS Workbench,分析了超声波电机定子支撑部分的位置、宽度、厚度对电机定子固有频率的影响,并对定子支撑部分进行了结构优化分析.优化分析结果表明,该方法具有广阔的推广应用前景.     

立式电机定子模态有限元仿真及试验研究

以某立式电机为原型,建立了电机定子的真实三维实体模型,用有限元方法建立了动力学分析模型.在MSC.Nastran环境下,进行了定子的模态仿真分析,研究了其固有振动特性,得到了定子前6阶固有频率和振型.进行了定子的模态试验,试验数据与仿真分析结果对比表明,两种方法结果接近.研究成果既反映了电机的动力学性能,又为电机的动态特性分析奠定了基础.     

动摩擦型压电叠堆直线电机定子的振动特性

为提高动摩擦非共振型压电电机的输出力,研究了该型电机定子的振动特性及其对电机输出力的影响。通过分析电机的总体结构和工作机理,建立了电机定子的纵向振动模型和伪刚体模型,给出了定子驱动端的振动微分方程,并获得了纵向位移函数和横向位移函数。从功能原理出发,推导了电机的周期平均输出力公式。利用数值分析法对电机的纵向振幅特性和推力特性进行了仿真。设计、制作了电机样机,对不同激励条件下定子驱动端的纵向振动位移和电机输出力进行了测试。仿真和试验结果验证了定子振动特性理论：电机输出力随纵向振幅的增加而增加,且近似成线性关系。测试结果表明：在激励电压峰峰值为100 V、频率为1.6 kHz时,驱动端振幅最大可达0.92μm,样机输出力最大可达3.5 N。     

利用面内弯曲模态的超声电机定子有限元分析

运用有限元方法对利用平面内弯曲模态超声电机定子进行了模态分析,获得了三种不同类型的面内振动模态,并讨论了电机结构参数对其模态频率的影响,在此基础上得到了一些有益的结论,为利用平面内旋转模态设计超声电机定子提供了理论依据。     

基于ANSYS的大型电机定子铁心振动特性分析

为了降低大型电机的电磁噪声,有必要分析定子铁心的振动特性。文中采用ANSYS软件对定子铁心进行模态分析,得出其振动固有频率和振型,此外,还重点探讨了弧形板、压圈、绕组、通风槽和肋等构件对定子铁心振动特性的影响。研究表明,弧形板对定子铁心振动特性无影响;压圈、通风槽和肋对定子铁心的低阶固有频率无影响,但对高阶固有频率影响较大;绕组对定子铁心的振动特性影响很大。     

一种永磁电机定子结构振动特性分析与验证

共振影响了永磁电机安全运行,设计阶段对永磁电机定子振动特性进行分析是非常重要的。鉴于此,在建立某永磁电机定子结构数学模型和三维结构的基础上,在有限元软件上对其进行模态分析,对在低频段影响振动特性的频率和振型进行提取,通过与定子模态试验对比,验证该有限元分析方法的可靠性。研究与试验结果表明:该电机在额定运行工况下定子未发生共振,表明了该电机定子结构设计的合理性。相关研究工作为进一步实现低振动永磁电机的设计与优化提供了指导。     

大型立式电机的仿真及模拟

以YKSL2150大型立式电机为研究对象,应用三维CAD技术对电机关键零部件进行了实体建模,并将此模型转换成有限元模型,进行了自由模态仿真,得到前十阶固有振动频率和振型。同时还进行了定子的模态试验和应变测试试验,验证了仿真结果。通过有限元仿真表明,电机结构在正常使用情况下安全裕量都不大。机座应力较大的部位在上机架外筋板处,电机转子的应力较大的部位在驱动轴联轴器的下端位置,电机的固有振动受地脚螺栓连接的紧固程度的影响。     

基于模态分析的大型立式电机定子结构改进

以某水利枢纽泵站电机为例,利用有限元法对大型立式电机的定子进行了整体模态分析,得到了定子的固有频率和相应模态振型;采用对上机架安装支臂以及增加机座支撑钢管厚度的方法对结构进行改进,有效提高了定子的刚度和自振频率,避开了电机的转频以及电磁拉力干扰频率,确保了电机运行时的安全性。     

斜齿式超声电机定子振动模态的有限元分析

利用ANSYS有限元软件建立斜齿式超声电机定子的有限元模型,并分析斜齿结构参数对定子振动模态的影响,得到了各结构参数对定子模态频率的影响曲线。研究结果表明,斜齿的结构参数对纵向振动模态频率的影响较小。     

电机定子电磁振动异常故障的诊断与研究

本文主要介绍了基于精密点检振动频谱分析技术准确诊断一起三相异步电动机定子电磁振动异常(定子偏心或定子绕组松动)故障.文中详细介绍了三相异步电动机定子电磁振动异常的具体诊断方法、诊断过程,同时,对基于振动频谱分析技术的电机定子偏心或定子绕组松动故障的原因、特征和诊断方法进行了总结.     

基于模态分析的定子各向异性材料参数矫正方法

准确计算电机定子的模态振型和固有频率是降低电机噪声和振动的基础,目前,学者对于定子铁芯和绕组材料属性参数设置存在争议.对一台2.2 kW永磁无刷直流电机定子系统进行模态仿真分析和试验测试.首先,赋予定子铁芯和绕组各项异性材料,通过有限元软件分析电机模态频率与各项异性材料参数之间的关系,根据模态频率变化规律,提出一种基于...     

基于扩展有限元的超声电机定子损伤分析

超声电机定子齿在超频振动和转子冲击性剪切作用下会生微裂纹而致疲劳破坏。基于Abaqus软件建立含I型裂纹的旋转型超声电机定子损伤模型,模拟裂纹位于不同位置时定子结构的力学响应,并以结构应变能、粘性耗散能和裂纹源输出集余能三参数为对象,讨论了裂纹位置对定子结构准静力学响应的影响。结果表明,裂纹源处于不同位置时,定子结构响应的输出存在明显差异,裂纹发生扩展的潜能不同,会引起不同级别的安全故障。利用扩展有限元方法进行定子结构微损伤分析可行,在结构的先验损伤预测和诊断分析中将有所作为,而不局限于结构的尺度和类型。     

超声电机定子振动分析的模态选择

结构的主动控制通常是通过对结构的少数几个主要模态的控制来实现的.常用的假设模态法可以建立系统的低阶近似运动方程,但很难找到适用于整个系统的假设模态;有限元法的求解精度较高,但得到的动力学方程数目较大,影响系统后续计算分析的效率.本文在超声电机定子振动模态有限元分析的基础上,引入模态选择方法,对结构模态截断,仅保留特定的模态来实现模型降阶.以旋转型行波超声电机定子为例,用APDL实现了从有限元分析结果中自动识别工作模态,提取特定的模态参数和相应等效电路模型的电学参数,仿真计算了定子的机械和电学响应.激光多普勒测振试验得到的定子工作模态频率与假设模态法计算值的相对误差为9.1%,与有限元法计算值的相对误差为0.3%;动力响应的试验值与模态选择法计算值的相对误差为3%.实验结果表明,本文采取的模态参数提取方法是有效的,相比假设模态法能更精确地反映实际自由定子的运动状况.     

圆柱体弯曲振动超声电机椭圆运动轨迹研究

分析了圆柱体弯曲振动超声电机定子上质点椭圆运动轨迹的特点。从椭圆运动的两个分运动，即有效椭圆运动和线性滑动两个方面，对三种不同驱动方式的电机进行仿真分析，并将结果绘制成图。得出了圆柱体弯曲振动超声电机定子的外圆面中部无线性滑动的结论，为提高圆柱体弯曲振动超声电机的效率及结构简化提供了理论依据。     

新型分段定子开关磁阻电机转矩增强和径向力减小的分析研究

开关磁阻电机由于结构简单和启动转矩大等优点应用于许多领域，然而与永磁电机相比，其表现出较低的密度转矩和较大的振动噪声。文中提出一种新型分段定子开关磁阻电机，并在每个定子块两侧增设永磁体，构成分段定子混合励磁开关磁阻电机。首先介绍了拓扑结构和原理，磁路等效法证明了永磁体对气隙磁通加强作用，同时通过有限元仿真得出永磁体对转矩密度的影响并得出优化永磁体厚度。其次建立外转子齿顶开槽模型分析径向力减小的原理，同时对不同槽口宽度和深度模型仿真分析，得到优化尺寸。最后仿真表明，分段定子混合励磁开关磁阻电机的平均转矩提高了34.2%,转矩脉动下降了19.3%,定转子重叠区间的径向力波降低了12.5%,有效降低了径向力，改善了振动噪声。     

杆式超声电机定子的动力学分析与优化设计

利用有限元理论建立了具有复杂外形的杆式超声电机定子的机电耦合动力学模型.利用该模型对定子的动力学特性进行了求解,一阶弯曲模态频率的理论计算结果与样机定子的模态测试实验的结果相差3.9%.提出杆式超声电机工作对定子模态的要求,推导了这些设计要求的数学表达形式.结合模式搜索算法,建立了定子结构参数的优化设计模型来解决这一多目标的优化问题.算例分析的结果表明,该优化模型可以在满足对模态频率、振型、压电陶瓷安放位置、避免干扰模态等要求的前提下,确定定子的相关几何参数,从而提高电机结构设计的效率.