基于气隙电磁力的六相永磁同步电机振动噪声研究

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振动和噪声是评价一台电机设计好坏的重要指标,直接影响到其质量和使用寿命。永磁同步电动机作为一种新兴的高效特种电机,其具有运行可靠、体积小、效率高等优点,几乎应用于工业上的各个领域。但是,目前针对永磁同步电动机振动和电磁噪声的研究相对较少。因此,本文研究六相表贴式永磁同步电动机的振动和电磁噪声的问题,主要从以下几个方面考虑:首先,研究永磁同步电动机机座和定子的模态,分析模态计算的解析方法,利用有限元法计算电机散热筋,端盖,底脚和接线盒的固有频率,得到了永磁电机各部件结构固有频率的变化规律;同时,研究在改变定子的外径和轴向长度的情况下,总结出定子参数变化前后固有频率的变化规律。其次,利用解析法计算出定转子侧的基波和各次谐波气隙磁场,并且得到作用在定子内径上的气隙电磁力,利用有限元法将上述电磁力作为载荷计算电机的振动和电磁噪声,识别出电机主要的噪声源。随后,采用有限元法计算了一台20kW的永磁同步电机的电磁噪声,并且研究了基于表面振动法的电机表面辐射电磁噪声情况。最后,研究了电机结构参数对电磁噪声的影响规律。并以一台20kW永磁同步电动机为研究对象,通过比较改变电机永磁体的削角度数、永磁体厚度、定子槽口宽度、定子齿顶高度和转子静态偏心程度,总结出上述参数变化对永磁同步电动机辐射电磁噪声的影响,找出通过优化永磁电机结构参数抑制电磁噪声的方法。
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