对于永磁电机电磁噪声的研究bh锤式制砂机双转子,近年来的研究热点主要围绕在四个方面bh锤式制砂机双转子:定子电磁力影响研究,转子电磁力影响研究,电机本体结构优化技术研究,控制方法抑制电机电磁噪声研究。
定子电磁力影响研究电机中的定子电磁噪声主要受两方面的因素影响,电磁激振力和相应激振力引起的结构响应及声辐射,以下对引起噪声的定子电磁力的解析表达及相应的振动和声辐射的研究情况进行综述。
英国谢菲尔德大学的Z.Q.Zhu教授等运用解析法对永磁电机定子电磁力及其噪声进行研究,对永磁无刷电机电磁力进行理论研究,对10 极 9 槽的永磁无刷直流电机的振动噪声进行研究,理论上研究了电磁力与定子齿宽间的关系,同时分析了转矩脉动与振动噪声优化结果间的关系。
沈阳工业大学的唐任远教授、宋志环提供了完整的解析方法研究永磁电机内的电磁力及其谐波,为进一步的永磁电机噪声理论研究提供了理论支持。围绕正弦波和变频器供电的永磁同步电机进行电磁振动噪声源的分析,对气隙磁场、法向电磁力和振动噪声的特征频率进行研究,产生转矩脉动的原因进行分析,其次运用有限元对转矩脉动进行仿真并加以实验验证,同时分析了不同槽极配合情况下的转矩脉动,以及气隙长度、极弧系数、削角、槽口宽度等对转矩脉动的影响。
电磁径向力和切向力的模型,并进行了相应的模态仿真,对电磁力和振动噪声响应进行了频域分析和声辐射模型的分析,并进行了相应的仿真和实验研究,其指出永磁电机定子主要模态如图所示。
永磁电机主要模态
电机本体结构优化技术电机中主磁通大致上沿径向进入气隙,并在定子和转子上产生径向力,从而引起电磁振动和噪声。同时,它产生切向力矩和轴向力,引起切向振动和轴向振动。在很多场合,如电机不对称或单相电机中,所产生的切向振动很大,容易引起与电机相连的部件共振,产生辐射噪声。为了计算电磁噪声,并分析和控制这些噪声,必须知道他们的来源,即产生振动和噪声的力波。为此,通过气隙磁场的分析,进行电磁力波的分析。
定、转子开槽、绕组分布、输入电流波形畸变、气隙磁导波动、转子偏心、相同不平衡等因素均会导致机械变形进而引发振动。磁动势的空间谐波、时间谐波、槽谐波、偏心谐波以及磁饱和等均会产生力和转矩的高次谐波。尤其是交流电机中的径向力波,它会同时作用于电机的定子和转子上并产生磁路畸变。
定子——机座和转子——外壳结构是电机噪声的主要辐射源。如果径向力接近或等于定子——基座系统的固有频率,则将产生共振,这会导致电机定子系统的形变并产生振动和声学噪声。
对于由逆变器驱动的电机,由于其定子绕组的电流中存在高次时间谐波,而时间谐波会产生附加的脉动转矩,这些附加转矩通常要比空间谐波产生的脉动转矩大。此外,整流单元产生的电压纹波也会通过中间电路传递至逆变器,产生另一种脉动转矩。
就永磁同步电机的电磁噪声而言,麦克斯韦力和磁致伸缩力是造成电机振动和产生噪声的主要因素。
电机定子振动特性电机的电磁噪声除了与气隙磁场产生的电磁力波频率、阶数和幅值有关之外,还与电机的结构固有模态有关。电磁噪声主要由电机定子及壳体的振动产生。因此,提前通过理论公式或仿真预估定子的固有频率,并将电磁力频率和定子固有频率错开,是减小电磁噪声的有效手段。
当电机径向力波频率与定子的某阶固有频率相等或相近时,就会引起共振。此时,即使径向力波的幅值不大,也会导致定子较大的振动,进而产生较大的电磁噪声。对电机噪声而言,最重要的是研究以径向振动为主、轴向阶数为零,空间振型六阶以下的固有模态,如图所示。
定子振动形式
在分析电机振动特性时,由于阻尼对电机定子的模态振型和频率影响有限,可不予考虑。结构阻尼是通过应用高能量耗散机理去降低共振频率附近的振动级,如图所示,只在共振频率或接近共振频率时需考虑。
阻尼的影响
定子添加绕组后,铁芯槽内的绕组表面经过清漆处理,绝缘纸、清漆和铜线互相附着,而且槽内的绝缘纸与铁芯的齿也紧贴在一起。因此,槽内绕组对于铁芯具有一定的刚度贡献,不能单纯地作为附加质量处理。在采用有限元法进行分析时,有必要根据齿槽内绕组的材料求出表征各类机械性能的参数。工艺实施时应尽量保证浸漆的质量和提高线圈绕线的张力、提高绕组与铁芯配合的紧密程度,增大电机结构的刚度,提高固有频率从而避免共振,减小振动幅值,降低电磁噪声。
定子压入壳体后的固有频率与单定子铁芯有一定的差异,壳体能明显提高定子结构的固频,尤其是低阶固频,但壳体本身会产生一些局部模态,使共振的转速工作点增多,增大了电机设计时避免共振的难度。电机设计时应尽量减小壳体结构的复杂程度,并可通过适当提高壳体厚度等措施来提高电机结构的固有频率,避免共振的发生。另外,在采用有限元预估时合理设置定子铁芯与壳体的接触关系是非常重要的。
电机电磁分析磁密作为电机电磁设计的重要指标,通常能反应电机的工作状态。因此我们首先提取和查看磁密值,第一是为了验证仿真的准确性,第二是为了后续电磁力的提取提供一个依据。提取电机磁密云图如下图所示。
从云图上可以看出,隔磁桥位置磁密远高于定转子铁芯BH曲线的拐点,能够起到比较好的隔磁效果。
气隙磁密曲线
提取电机气隙及齿部位置的磁密,绘制曲线,可以看出电机气隙磁密和齿部磁密的具体数值。齿部磁密距离材料拐点有一定距离,推测是设计时考虑电机高转速的时候铁耗过高所致。
电机模态分析基于电机结构模型和网格,定义材料,定子铁芯定义为结构钢,机壳定义为铝材料,对电机整体进行模态分析。得到电机整体模态如下图所示。
一阶模态振型
二阶模态振型
三阶模态振型
电机振动分析电机的谐响应分析,得到各个转速下振动加速度的结果如下图所示。
1000Hz径向加速度
1500Hz径向加速度
2000Hz径向加速度
作者:白增程 沈阳安世亚太公司仿真应用工程师
凡本网注明“来源:砂石装备网”的所有作品,版权均属于砂石装备网,转载请注明。
凡注明为其它来源的信息,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点及对其真实性负责。
如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们。
2025长沙国际工程机械展览会东南亚分展 2025 SOUTHEAST ASIA SUB-EXHIBITION OF CHANGSHA INTERNATIONAL CONSTRUCTION EQUIPMENT EXHIBITION 2025年9月3-5日(三天) 地点:马来西亚·吉隆坡实达城会展中心(SCCC...
2025-07-03 16:25:30
核心摘要:2025年5月18日,为期四天的第四届长沙国际工程机械展览会(以下简称“2025CICEE”)在长沙国际会展中心正式落下帷幕。本届展会 2025年5月18日,为期四天的第四届长沙国际工程机械展览会(以下简称“2025CICEE”)在长沙国际会展中心正式落下帷幕。本届展会以"高端化、智能化、...
2025-05-19 11:21:21
2025年5月15日上午9时40分,第四届长沙国际工程机械展览会在长沙国际会展中心隆重开幕。本届展会规模达30万平方米,全球1806家参展企业齐聚一堂,集中展示工程机械领域的最新技术与产品。1000余名全球行业领袖、院士专家、企业代表及国际采购商共同参会,见证这一国际工程机械领域的年度盛事。...
2025-05-16 08:31:29
日立建机参展的首台设备——ZX900LCH-6A矿山液压挖掘机。抵达长沙国际会展中心的卡特彼勒挖掘机。红网时刻新闻5月8日讯(记者 彭超)第四届长沙国际工程机械展将于5月15日开幕。还有一周的时间,国内外品牌相继进驻场馆布展。5月8日,日本日立建机、美国卡特彼勒两家全球工程机械50强企业的参展设备进驻长沙国际会展中心,...
2025-05-10 11:48:38
4月30日,湖南省政府新闻办举办新闻发布会,宣布第四届长沙国际工程机械展览会将于5月15日至18日启幕。当天,装载三一集团蓝色电动装载机的运输车辆驶入长沙国际会展中心,这也是第二家正式布展企业。据悉,三一集团将携旗下18个事业部和子公司、72件套设备(含58台主机)震撼登场,以10089平米的超大展位,全面展现三一的高...
2025-05-06 20:27:36
2025年4月30日,湖南省新闻办公室召开新闻发布会,宣布第四届长沙国际工程机械展览会定于5月15日至18日在长沙国际会展中心、长沙国际会议中心举办。长沙市人民政府副市长康镇麟出席发布会并介绍展会筹备情况:本届展览会以高端化、智能化、绿色化新一代工程机械、应急装备、矿山装备、农业机械为主题,预计吸引全球1650家参展企...
2025-05-06 20:27:07
5月,世界的目光将聚焦长沙。第四届长沙国际工程机械展将于5月15日至18日在长沙国际会展中心、长沙国际会议中心举行。4月29日,随着“全球工程机械制造商50强”中联重科的首批百吨设备进场,展会进入布展时间。上午9时30分,装载着中联重科工程机械零部件的平板车缓缓驶入长沙国际会展中心,荧光绿的漆面在阳光下格外显眼。这些设...
2025-04-30 09:19:07
当全球工程机械产业的聚光灯再次投向湘江之畔,2025CICEE《高端化、智能化、绿色化——新一代工程机械、应急装备、矿山装备、农业机械》电子会刊第二期正式发布。继首期会刊创下超192万次阅读的行业纪录后,本期会刊汇聚183家全球领军企业,以尖端技术产品和创新解决方案,续写“工程机械之都”的传奇篇章。01硬核生态:解码产...
2025-04-30 09:15:38
5月15日,2025长沙国际工程机械展览会(2025 CICEE)即将在长沙国际会展中心盛大开幕,届时,来自全球60多个国家和地区的超1600家参展商,将在30万平方米的展区内陈列超2万件展品,涵盖工程机械全领域前沿技术和产品。目前,众多展商已蓄势待发,期待在这个推动全球工程机械行业交流与合作的超级平台上一展风采。...
2025-04-17 08:31:38
在璀璨初夏的五月天,2025长沙国际工程机械展览会将于5月15日至18日在长沙国际会展中心华丽启幕。作为一颗迅速崛起的璀璨新星于世界工程机械展会之林,长沙展在规模之宏大、观众之众多、世界50强企业参展数量之多及影响力之广上,已可与全球三大工程机械展并驾齐驱,共绘辉煌。展会前夕,我们有幸专访了合肥长源液压股份有限公司的...
2025-04-17 08:30:36
主营:破碎机
主营:破碎机
主营:破碎机
主营:破碎机
主营:破碎机
主营:破碎机、制砂楼
主营:破碎机
主营:破碎机
主营:筛网、筛机配件
主营:振动电机
主营:破碎机
主营:制砂机、筛分设备