U型單相自起動(dòng)永磁同步電機(jī)電磁振動(dòng)與噪聲研究.pdf

1、隨著時(shí)代的發(fā)展，永磁電機(jī)越來越廣泛的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療和日常生活中。U型單相永磁同步電機(jī)屬于永磁電機(jī)中的一種，該電機(jī)除了擁有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠;使用壽命長、維護(hù)方便;價(jià)格低廉等永磁電機(jī)的共同特點(diǎn)外，它還有不需要其他的輔助設(shè)備和電源變換器，僅采用階梯氣隙就可在接通交流電源后實(shí)現(xiàn)自起動(dòng)的特點(diǎn)。由于該電機(jī)受其自身的脈振轉(zhuǎn)矩作用，使電機(jī)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速波動(dòng)的現(xiàn)象，同時(shí)產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪聲。振動(dòng)和噪聲會(huì)導(dǎo)致電機(jī)疲勞、縮短使用壽命，甚至危害人的健

2、康，因此對U型單相永磁同步電機(jī)振動(dòng)、噪聲的研究具有一定的實(shí)際意義。本文從電磁場入手，研究U型單相永磁同步電機(jī)的電磁力分布以及振動(dòng)噪聲變化規(guī)律。
　　首先，闡述了U型單相永磁同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、起動(dòng)原理與運(yùn)行方式。利用有限元法對該電機(jī)進(jìn)行瞬態(tài)磁場計(jì)算，基于瞬態(tài)磁場提取出定子內(nèi)徑側(cè)磁密，再結(jié)合麥克斯韋應(yīng)力方程，計(jì)算定子內(nèi)徑側(cè)電磁力隨時(shí)間和空間的變化情況，并對其進(jìn)行二維傅里葉分解，得到電磁力波幅值、諧波次數(shù)和時(shí)間頻率之間的對應(yīng)關(guān)系，確定

3、引起電機(jī)振動(dòng)的主要諧波。
　　其次，利用Workbench分析計(jì)算了定子鐵芯的模態(tài)振型和對應(yīng)的固有頻率，以及定子繞組、永磁轉(zhuǎn)子、不同定子結(jié)構(gòu)對定子鐵心固有頻率的影響。并通過與電磁力諧波的對比得出，該電機(jī)不會(huì)發(fā)生共振。
　　然后，通過Ansoft和Workbench軟件的結(jié)合使用，將電磁場仿真計(jì)算中得到的定子內(nèi)徑側(cè)的電磁力作為激勵(lì)源，采用集中加載的方式，加載到定子有限元模型上，進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，求得電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中振動(dòng)位移、