车用电机的有限元模态分析

模态分析是一种确定结构振动特性的技术,是结构运动学的分析基础,固有频率是结构动力学特性分析中的重要指标.采用有限元法对电动汽车驱动用电机进行模态分析,通过对电机结构进行适当假设和等效,建立电机结构定子绕组、机壳、端盖以及转子和轴的模态有限元仿真模型,分析各结构部件对电机固有频率的影响.通过有限元仿真得到电机结构径向各阶模态的固有频率和模态振型,并通过锤击法模态实验和电机空载噪声频谱验证了有限元分析的准确性.     

基于ANSYS的航空电机转子振动分析

为了避免航空电机的转子在运行过程中产生共振,应用ANSYS有限元分析软件,对航空高速永磁电机转子进行模态分析,得到了电机转子的前六阶固有频率及模态振型图,了解了该电机转子的振动特性,将仿真结果和实验结果对比验证了有限元分析的可行性。同时通过对电机转子额定频率和固有频率对比可知,电机固有频率远远大于额定频率,不会产生共振,说明电机转子结构设计的合理性,对该电机的设计优化具有一定的参考价值,为同类产品的仿真分析提供参考依据。     

基于Ansys的永磁同步电机转子振动分析

振动是电机的重要指标,对电机转子进行振动分析为其结构改进和性能优化提供理论依据。运用Ansys有限元分析软件对永磁同步电机转子进行模态分析,得到该电机转子振动系统的低阶固有频率和模态振型,分析了电机振动特性。通过电机转子模态试验,求得电机低阶固有频率,对比仿真与试验结果,验证有限元分析结果的可靠性。由结果分析可知,研究对象在额定转速下未产生共振,验证了其结构设计的合理性。研究内容对永磁同步电机的设计和优化有一定的指导意义。     

空气能热泵热水机电机支架有限元分析及优化

本文采用扫频测试方法找到机组共振时电机转速,从而得出系统共振固有频率,并通过ANSYS Workbench 14.0对风机系统进行模态分析,找到与实际振型相符的固有频率阶数。利用ANSYS模态分析得出改善方案,使其固有频率避开电机激振频率,并对更改方案模拟运输振动校核电机支架强度,最终确认更改方案。通过使用ANSYS分析软件解决工程实际问题。     

高速永磁电机转子模态分析与实验研究

基于模态分析理论,采用限元分析软件ANSYS对某高速永磁电机转子进行自由模态仿真分析,获得了转子前三阶弯曲固有频率值与振型。通过模态实验实测其固有频率值,比较两者数据,验证了仿真计算的准确性,为同类型转子动力学计算提供了参考依据。     

电机定子系统振动模态的研究分析

针对电机定子系统的振动与噪声特性,利用Ansys有限元仿真软件对电机定子系统三维模型进行模态仿真,得到电机定子系统的固有频率与振形,并通过试验对仿真结果进行验证。同时,对电机进行电磁仿真,分析其气隙磁密与电磁力谐波,得到电机内部电磁力各次谐波频率。将电磁力谐波频率与电机固有频率进行对比,确保电磁力谐波不会引起电机定子系统共振。验证了电机结构的合理性,为同类产品的设计优化提供了一定的参考价值。     

SPMSM定转子系统及整机结构的模态分析

基于Ansys平台对一款表贴式永磁同步电动机(SPMSM)建立主要系统包括定子系统、转子系统以及整机的有限元电机模型,并对其主要模态参数进行模态仿真。仿真得到各部分系统的径向模态振型以及固有频率,并分析定、转子系统及整机结构对电机电磁共振的影响,并采用锤击法验证了有限元分析的正确性。试验结果表明,整机固有频率相对误差在5.3%以内,满足实际工程的需要,为后续调整电机结构改变固有频率以期达到减振降噪的效果、避免共振现象,提供了理论依据。     

非线性接触下磁悬浮电机柔性转子系统模态分析

针对磁悬浮电机转子系统模态分析误差较大的问题,提出考虑转子组件间的非线性接触行为,基于罚函数方法通过修正优化接触刚度因子实现对电机柔性转子系统模态的精确分析。通过建立弹性支承转子–轴承系统有限元分析模型,得到了在不同的支承刚度下转子系统前10阶固有频率的仿真值及变化规律。进行模态测试实验验证,结果表明仿真分析和测试值吻合较好,并对加动平衡环后的转子系统进行固有频率的仿真,其结果的准确性在试验样机穿越临界转速时得到了验证。     

推进电机的模态分析与实验研究

以一台推进电机为研究对象进行模态分析。建立了推进电机等效仿真模型,结合有限元法求取了整机的模态固有频率和振型;引入运行模态分析方法,搭建自激实验平台,仅利用响应信号的频谱特征识别了电机的固有频率,验证模型等效的合理性以及模态分析结果的准确性,为推进电机振动和噪声的分析奠定了基础。     

基于有限元法的电动汽车永磁同步电机模态分析

车用永磁同步电机(PMSM)追求轻量化的设计带来了更为严重的电机振动噪声危害。准确分析计算PMSM的模态是对其进行振动噪声特性研究的基础。采用有限元法对电动汽车PMSM进行模态仿真计算。通过对电机模型进行适当的简化与等效,计算出电机自由状态下前6阶的固有频率及其对应的振型;并将样机进行锤击法的模态试验,验证了电机有限元模态仿真模型的准确性。     

永磁同步电机端盖模态分析及结构拓扑优化

为解决新能源车用永磁同步电机端盖振动引起电机噪声的问题,将电机端盖建立等效数字化物理三维模型,利用有限元分析软件对端盖模型进行振动模态分析。通过模态分析得到端盖的计算模态及模态振型并采用轻量化设计方法对电机端盖进行结构拓扑优化;通过对比端盖优化前后的计算模态及模态振型,证明优化后的端盖在保证端盖刚度的前提下,可以有效提高电机端盖的模态频率并减小端盖振幅,远离与电机发生共振的频率范围,对车用永磁同步电机的结构设计有重要的指导意义。     

压缩机电机的预应力模态分析

模态分析是研究电机振动噪声问题不可或缺的一环,以一台额定功率为1.98 kW的压缩机用永磁电机为例,分析了热应力和过盈应力对电机结构径向各阶模态固有频率的影响。首先分析了绕组以及建模对电机结构模态分析的影响;然后从理论上解析了电机过盈配合量的选取范围,通过热-结构耦合的有限元仿真对压缩机电机温升最高工况时铁心与机壳的热变形大小进行了分析,结合过盈量的选择范围从振动噪声抑制角度选取最佳过盈配合量;最后建立了压缩机预应力模态仿真模型,分析了热应力和过盈应力对压缩机模态固有频率的影响。考虑热应力和过盈应力效应,能够有效地精确计算整机模态,提高空调压缩机NVH性能评估的准确性。     

基于ANSYS Workbench的一种防爆电机用支架轻量化设计

以某型防爆电机用支架为研究对象,运用ANSYS Workbench对其进行静态应力分析,得到了最大受力及总变形量,通过模态分析得到了支架的固有频率和振型特征,有利于对支架进行动态特性分析,通过Design Explorer对支架进行结构优化设计,从而实现支架轻量化设计。     

大容量推进电机电枢定子建模方法及固有振动特性分析

为避免推进电机在工作时发生共振，需要对推进电机的定子进行模态分析。首先用不同方法对推进电机缩比定子绕组端部建模进行模态仿真计算，以确定合理的简化方法。对推进电机缩比定子与全尺寸定子进行模态分析，二者之间有一定的相似性，并采用机电类比解析法求解了定子和定子-绕组模型的固有频率，与有限元解具有较高的一致性，还分析了定子径向模态对各种参数的敏感性，最后通过对缩比定子进行锤击法模态测试，验证定子有限元分析模型的建立方法和计算方法的有效性。结果表明：推进电机缩比定子绕组采用附加质量法建模更为合理，且缩比定子与全尺寸定子振型存在相似性。此外，采用解析法可以准确有效地得到定子的固有频率；定子径向模态对材料的密度和弹性模量的敏感性较强。     

1.5 MW双馈风力发电机振动研究

采用了ANSYS通用有限元软件对机座进行模态分析,通过分析机座前四阶固有频率与电机旋转频率,发现第一阶固有频率16.3 Hz与转速1 000r/min频率相近,机座振动较为明显.将圆筒形机座改为方形机座,并提高机座刚度,模态仿真结果及振动试验结果表明,方形机座低阶固有频率与电机工作转速频率不重合,振动速度减小,方形机座有利于电机的稳定运行.     

高效率三相异步电动机机座模态分析

对IE4高效率三相异步电动机机座的模态进行了分析.以一台22kW电动机为例,建立了IE4高效率三相异步电动机机座三维模型,应用有限元软件进行模态仿真,求解电机机座的固有频率,分析了机座的各阶振型.通过对比,研究了机座底脚、散热筋、以及接线盒对机座固有频率的影响,为机座结构优化提供了依据.     

基于ANSYS的车用永磁同步电机结构模态分析

针对车用驱动电机在运行过程中存在噪声且永磁同步电机电磁噪声主要由径向电磁力产生的问题,以某城市客车48槽车用永磁同步电机为研究对象,建立三维电磁仿真模型,通过有限元法,运用Ansys Workbench模块分别对电机的定子和整机进行模态阶数和模态频率的分析,得到其模态固有频率,并进行电机模态试验验证。结果表明,电机高阶模态固有频率最高;电机整体在低阶径向模态下,刚度增加速率优于质量的增大;随着模态阶数的变大,质量增加速率则反超刚度的增速。     

永磁电机定子参数化建模及结构灵敏度分析

电机定子固有频率的研究对降低电机电磁噪声和抑制电机的振动有重要的意义,本文在Ansys中基于参数化程序设计语言(APDL)实现了电机定子结构的参数化建模,并在此基础上对电机定子的低阶固有振型和固有频率进行了仿真计算,通过定子模态试验验证了该模型的有效性,最后对齿数、轭厚、铁心外径、机壳厚度以及定子轴向长度等主要结构参数对定子总成振动特性影响进行了灵敏度分析,结果表明,机壳厚度和铁心外径对定子总成固有模态的影响最大,而铁心长度对定子固有模态的影响较小,为电机定子结构的设计和优化提供了重要依据,为进一步实现低电磁噪声电机的定子结构设计提供支持.     

电机机座的模态试验与仿真

介绍了对560-2P电机机座结构进行的模态试验和有限元仿真计算,并根据试验结果修正了有限元仿真参数,得到该机座试验和仿真相一致的前5阶固有频率和振型,为电机进一步的振动分析提供了依据。     

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。