立式电机转子的振动特性仿真研究

采用Pro／E软件建立了电机转子虚拟样机模型,导入VisualNastran仿真软件中利用有限元方法进行了电机转子的动力学仿真、应力应变仿真和模态仿真．得到了转子两端轴承的力学状态、系统的多阶固有振动频率、振型以及应力、应变、位移等参数值。根据仿真结果,分析了转子的危险位置和振型。结果表明现有转子的结构基本满足设计要求,同时为满足客户的不同需要,采取改变铁心长度的措施,通过对一系列电机转子的仿真分析和结构对比分析,获得电机转子长度的可行性度设计参数区间。仿真结果对振动实验和定子结构优化具有指导意义。     

基于内聚力模型的永磁电机转子强度分析

目前,针对内置式电机转子强度的研究,主要集中在转子的结构形状和尺寸大小上,并未考虑到铁心与磁钢之间的环氧树脂胶的影响。以500 kW永磁电机转子为研究对象,充分考虑到胶对电机转子的影响,首次提出了基于内聚力模型的电机转子强度分析方法,并给出了内聚力理论模型。通过基于内聚力模型的仿真结果与未考虑胶的仿真结果对比分析得出,基于内聚力模型的仿真结果更加符合实际情况,铁心应力有明显减小,磁钢应力分布更均匀,整体的径向位移变小。对不同强度胶的电机转子分析,通过铁心强度、磁钢强度、接触间隙、接触压强及径向位移等数据优化得出,500 kW电机转子的设计中,选用11MP强度的胶为最佳,使得电机转子铁心和磁钢综合强度最优。     

立式电机定、转子虚拟样机建模与仿真研究

基于Pro/Engineer建立了某型号的大功率电机的实体模型和虚拟样机模型.在MSC.PATTERN/NASTRAN环境下,利用有限元方法进行了电机整机的动力学仿真、应力应变仿真和模态仿真,得到了电机两端轴承的力学状态、系统的多阶固有振动频率、振型以及应力、应变、位移等参数值,通过应变测试实验验证了仿真结果.根据仿真结果,分析了电机的危险位置和振型.结果表明现有电机的结构基本满足设计要求,同时给出了电机结构的优化方案,为同类产品的开发和改进提供了参考.     

1430kW永磁同步牵引电机转子冲片强度分析

转子冲片强度满足要求是保证电机安全运行的关键.运用有限元法对客运机车用1430 kW永磁同步牵引电机的转子冲片强度进行数值仿真与分析,采用不同加载方式计算对比,建立在永磁同步牵引电机设计初期更合理的转子冲片强度分析方法,并通过调整隔磁桥厚度和隔磁桥与极中心线间夹角θ对转子冲片结构进行优化,改善了电机转子冲片的应力水平.     

基于Nastran的立式电机定子的振动仿真研究

采用Pro/E软件建立电机定子虚拟样机模型,利用有限元方法进行了电机定子的运动学仿真和静力仿真,得到了定子地脚螺栓的力学状态、系统的多阶固有振动频率、振型以及应力、位移等参数值。根据仿真结果,分析了定子的危险位置和振型。同时对不同铁心长度的电机定子作结构对比分析,获得电机定子长度的可行性度设计参数区间。仿真结果对振动实验和定子结构优化具有指导意义。     

互感耦合SRM结构与性能的优化计算

针对如何从改进SRM转子结构及其定、转子参数优化角度提高电机转矩输出能力并减小其转矩脉动的问题,提出了利用改进禁忌搜索算法的优化方法对分块转子互感耦合开关磁阻电机进行定、转子结构的优化设计。以6/4极三相SRM为研究对象,建立了分块转子互感耦合开关磁阻电机的有限元仿真模型,分析了定、转子结构参数对电机输出转矩的影响,比较了常规转子SRM和分块转子互感耦合开关磁阻电机的转矩性能,并利用改进禁忌搜索算法对分块转子互感耦合开关磁阻电机定、转子结构参数进行了系统优化,提高了电机的运行性能,缩短了优化计算的时间。     

双转子柱体超声波电机输出转矩分析

对双转子电机定子表面质点运动轨迹进行了仿真,直观地描述了电机运行机理。应用Timoshenko梁振动理论计算了运动轨迹的椭圆倾角,根据倾角和双压电晶片的位移描述方程,计算出定子的纵向振幅,再结合赫兹接触理论,得出一定预压力下定转子接触区域宽度,进而得出双转子柱体超声波电机的转矩模型。计算出了相同尺寸单双转子电机的倾角和转矩,对比得到双转子电机的转矩比单转子的大两倍,证明了双转子结构在转矩性能上的优点,为双转子柱体超声波电机的结构优化设计提供了理论基础。     

内置式多层磁钢永磁同步电机振动噪声抑制措施

针对内置式多层磁钢的永磁同步电机提出通过优化电机转子结构抑制电机振动噪声的方法.首先通过基于直接耦合场的有限元仿真方法计算一台额定功率为20 kW的永磁同步电机的声压级.将仿真值与电机噪声实验测得的结果进行对比,其差值小于6.3％,由此验证了该方法仿真计算电机振动噪声的准确性.其次针对内置式多层磁钢永磁同步电机转子结构的特殊性,仿真分析不同磁钢层数对电机振动噪声的影响.进而提出两种优化方法分别对电机转子结构进行优化,优化后可将电机的声压级分别降低8.1％与5.9％,有效抑制了电机的振动噪声.最后通过对比4种不同极槽配合的永磁同步电机的声压级,分析极槽配合对电机振动噪声的影响,从而可在电机设计阶段预估和抑制电机的振动噪声.     

基于Ansys的开关磁阻起动/发电机转子槽型设计

分析了开关磁阻起动/发电机双凸极结构的优缺点。在有限元仿真分析的基础上,提出了开关磁阻起动/发电机两种槽型结构:填充型转子槽型和流线型转子槽型。利用有限元分析软件Ansys对此两种槽型优化方案与传统电机槽型进行了应力、形变、热场等分析,并对仿真结果进行了对比分析。在不同槽型的热场分析中首次提出了多场联合有限元仿真的温度场分析方法。为开关磁阻电机槽型的设计提供了参考,并对两种槽型的适用场合提供了理论依据。     

无轴承同步磁阻电机转子径向位移自检测技术

为确保无轴承同步磁阻电机(BSRM)稳定运行,需要对转子位置进行实时控制,则需使用相关传感器(如电涡流传感器)检测转子径向的偏心位移信号。为降低无轴承同步磁阻电机控制系统的成本,缩减电机的长度与体积,可以移除位移传感器。提出了一种基于电感矩阵模型的无轴承同步磁阻电机无位移传感自检测技术。通过建立与分析精确模型,设计出无轴承同步磁阻电机的转子位移观测器,并基于MATLAB/Simulink仿真软件构建电机转子径向位移自检测控制系统,对所提出的理论进行仿真实验研究。仿真试验结果表明:该方法能准确有效地预测转子的偏心位移。     

基于分段解析模糊算法的角位移电机传动系统控制器

提出一种基于分段解析模糊算法的角位移电机传动系统控制器。该控制器采用分段解析函数控制规则，函数运算结果直接作为输出控制量，简化了模糊处理过程，且使得输出控制量参数具有自调整能力。实际应用表明，该模糊控制器成功地实现了某型号火箭炮内部角位移电机传动系统的自动控制。     

基于转子偏心坐标系的无轴承永磁薄片电机径向悬浮力模型

针对无轴承永磁薄片电机(BPMSM)运行时转子悬浮不够稳定的问题,研究了影响BPMSM转子悬浮性能的主要因素,即转子径向悬浮力模型。依据位移补偿控制理论和角坐标系的概念,建立了新的转子偏心坐标系。在转子偏心坐标系下,基于麦克斯韦应力张量法,利用积分和三角变换推导了转子径向悬浮力模型,并设计悬浮力绕组电流直接控制系统。建立电机的有限元模型,通过对比径向悬浮力的有限元分析结果与数学模型计算结果,验证了所推导数学模型的正确性与准确性。     

PWM逆变器供电异步电机端部过电压的分析和仿真

PWM逆变器供电时电机的端电压出现幅值增高和振荡现象,对电机的匝间绝缘造成很大的威胁,本文提出了一种可以判断PWM逆变器供电异步电机端部过电压波形的实用仿真方法,该方法根据PWM逆变器供电电机系统的特征建立系统的仿真模型,将电机用实测的等效的阻抗频率特性来替代,将三相电缆等效成一个二端口网络,通过傅立叶分析计算电机端部的暂态过电压。与实测波形的对比,证明这种方法的仿真结果可以与实际情况良好地吻合。     

转子热应力计算中的有限元方法

针对汽轮机转子热应力有限元分析方法 ,分析常用的位移有限元计算热应力时的精度问题 ,简述应力杂交元、杂交元等多变量杂交有限元的优缺点。分析表明杂交有限元的应力计算结果精度高 ,当杂交有限元应用于转子热应力的计算时 ,热应力与位移具有相同的计算精度 ,而且可以有效地消除位移有限元中温度场插值函数误差对应力场右端项的影响。     

永磁同步推进电机电磁振动分析

依据Maxwell应力方程推导了永磁同步电机径向电磁力的解析表达式,分析归纳了电机内各阶次、各频率径向电磁力的来源。以一台45槽10极永磁同步推进电机为例,分别建立了电机电磁有限元模型和结构有限元模型,并进行了模态分析;将电磁有限元模型中得到的径向电磁力耦合到结构有限元模型中,对电机进行了电磁振动谐响应分析;最后将样机实测加速度频谱与有限元仿真结果进行对比,验证了径向电磁力解析式及电磁振动有限元仿真结果的正确性。     

航空电反推驱动用永磁同步电机振动及强度分析

电机的模态是分析振动的基础,由固有频率、振型和阻尼比决定。当电机工作时的激振频率与某一阶的固有频率相同或者相近时,会产生共振,导致电机剧烈振动,影响其正常运转。在对应用于航空电反推系统的双通道永磁同步电机PMSM进行三维建模之后,将三维模型送入ANSYS Workbench,在ANSYS工作平台上进行电机模态、响应谱分析与冲击响应的仿真。给出了该电机的前6阶次的固有频率和振型,以及在外加响应谱下的电机等效应力与在瞬态冲击下的电机机械结构上的应力分布。     

锥形转子永磁电机的结构对性能参数的影响

锥形转子永磁电机具有与普通永磁电机不同的结构特点,电机的分析计算有其特殊性,以简化方法计算容易得出误差较大的结果.以三维有限元法分析了不同结构参数下锥形转子永磁电机的磁场分布,结果表明其磁场沿轴向分布比较均匀,并且气隙磁场随着转子轴向位移的增大线性降低.在此基础上,分析了锥角,转子轴向位移,永磁体形状等结构参数对交直轴电感、转矩等的影响,结果表明交直轴电感参数在不同的永磁体形状下随着转子轴向位移有着不同的变化趋势,锥角影响着交直轴电感的变化幅度,转矩随着转子轴向位移的增大而减小.同时计算分析的正确性通过样机实测值得到了验证.