基于場路耦合的交流電機故障引起的振動研究.pdf

1、電機的振動和噪聲是評定電機質(zhì)量的重要標志。電機故障情況下引起的較大振動會影響到它所拖動的其它設(shè)備的工作質(zhì)量和壽命，因此對交流電機振動的研究具有重要的意義。電機的振動和噪聲研究十分復(fù)雜，它涉及到電磁能量轉(zhuǎn)換、機械振動、物理聲學(xué)、電子學(xué)和數(shù)學(xué)等許多學(xué)科。本文以Y2-90S-4型三相異步電動機為例，對異步電機的振動問題展開研究，從不平衡電磁激振力入手，分析異步電機的結(jié)構(gòu)振動特性，并通過實驗得到驗證。 介紹了場路耦合時步有限元法的基本原

2、理和求解步驟，為后續(xù)通過該方法求解電機內(nèi)的電磁場問題提供理論依據(jù)。 以有限元分析軟件ANSYS為工具，利用場路耦合法計算電機的各種電磁場參數(shù)。建立了實驗電機Y2-90S-4的仿真模型，仿真計算了電機在正常運行情況下的磁力線分布、磁通量密度以及電磁力情況；再通過轉(zhuǎn)子導(dǎo)條參數(shù)模擬了轉(zhuǎn)子一根斷條和兩根斷條故障，分析了在故障情況下以上各參數(shù)的變化情況，以期發(fā)現(xiàn)故障規(guī)律和特征，為電機的故障診斷提供依據(jù)。 在以上基礎(chǔ)上，對異步電機結(jié)

3、構(gòu)振動的特性展開研究。在ANSYS環(huán)境下進行有限元模態(tài)分析，以分塊Lanczos法提取各階模態(tài)，對異步電機的固有頻率和模態(tài)振型進行研究和計算。按照Y2-90S-4型三相異步電機的真實尺寸和形狀，在Solidworks環(huán)境下建立了實驗電機的三維仿真模型，為避免諧振頻率提供依據(jù)。 在簡要介紹電機在不同故障情況下的不平衡磁拉力引起的電磁振動的特征的基礎(chǔ)上，對真實的電機進行實驗分析。對電機在正常運行的空載和負載情況進行試驗；再通過人為的