论文部分内容阅读
非晶合金作为一种新型软磁材料,具有优异的电磁性能。将非晶合金材料应用于电机铁心来替代常规硅钢片材料,能够显著降低电机的铁耗、提高电机效率,节能效果显著。但是非晶合金带材对机械应力敏感、薄和脆等特点致使其噪声要大于常用的硅钢片电机。为研究非晶合金电机的振动噪声,本文研究了无取向硅钢片在加载激励下的磁致伸缩特性,建立了描述磁致伸缩与磁场关系的磁—机械耦合数学模型。据此对一台2.1kW伺服永磁电机和一台11kW异步起动永磁电机进行了振动噪声计算分析,验证了该模型的正确性。最后针对非晶合金电机的特殊性,考虑磁致伸缩和叠压影响,对一台2.1kW非晶合金电机振动和噪声进行了计算与验证。具体研究内容有:首先,建立了考虑磁致伸缩的磁—机械耦合数学模型。基于线性压磁方程,给出了一般的标量磁致伸缩关系式,根据给出的一维磁致伸缩特性曲线,建立了考虑磁致伸缩的磁—机械耦合数学模型,通过间接耦合的方式可以计算磁致伸缩引起的电机定子系统的形变。然后,测量了50DW270硅钢片的磁致伸缩曲线,利用上述数学模型分别对一台2.1kW硅钢片伺服电机和一台11kW硅钢片异步起动永磁电机的振动噪声进行了计算,得到了电机的磁场分布、形变和声场分布,并将有限元计算结果与实际测量结果做了对比,通过对比计算结果和测量结果验证数学模型的有效性及计算方法的正确性。最后,同时考虑磁致伸缩和叠压影响,根据上述模型对2.1kW非晶合金永磁电机进行了振动和噪声的数值分析。通过试验对比验证了该数值模型的正确性,并对非晶合金电机振动噪声影响因素进行了研究。发现磁致伸缩和叠压对非晶合金电机振动噪声影响较大,在计算非晶合金电机振动噪声时磁致伸缩和叠压影响不能被忽略。