Onderzoek naar de invloed van de elektromagnetische kracht van de stator De elektromagnetische ruis van de stator in de motor wordt voornamelijk beïnvloed door twee factoren: de elektromagnetische excitatiekracht en de structurele respons en akoestische straling veroorzaakt door de overeenkomstige excitatiekracht.Een terugblik op het onderzoek.
Professor ZQZhu van de Universiteit van Sheffield, VK, enz. gebruikte de analytische methode om de elektromagnetische kracht en het geluid van de stator van de permanente magneetmotor te bestuderen, de theoretische studie van de elektromagnetische kracht van de borstelloze motor met permanente magneet en de trillingen van de permanente magneetmotor. magneet borstelloze gelijkstroommotor met 10 polen en 9 sleuven.Het geluid wordt bestudeerd, de relatie tussen de elektromagnetische kracht en de statortandbreedte wordt theoretisch bestudeerd, en de relatie tussen de koppelrimpel en de optimalisatieresultaten van trillingen en geluid wordt geanalyseerd. Professor Tang Renyuan en Song Zhihuan van de Shenyang University of Technology zorgden voor een complete analytische methode om de elektromagnetische kracht en de harmonischen ervan in de permanente magneetmotor te bestuderen, wat theoretische ondersteuning bood voor verder onderzoek naar de ruistheorie van de permanente magneetmotor.De bron van elektromagnetisch trillingsgeluid wordt geanalyseerd rond de synchrone motor met permanente magneet, aangedreven door de sinusgolf en de frequentieomvormer, de karakteristieke frequentie van het magnetische veld van de luchtspleet, de normale elektromagnetische kracht en het trillingsgeluid worden bestudeerd, en de reden voor het koppel rimpel wordt geanalyseerd.De koppelpulsatie werd experimenteel gesimuleerd en geverifieerd met behulp van het Element, en de koppelpulsatie onder verschillende gleuf-pool-fitomstandigheden, evenals de effecten van luchtspleetlengte, poolboogcoëfficiënt, afgeschuinde hoek en gleufbreedte op de koppelpulsatie werden geanalyseerd. . Het elektromagnetische radiale kracht- en tangentiële krachtmodel en de bijbehorende modale simulatie worden uitgevoerd, de elektromagnetische kracht en trillingsruisrespons worden geanalyseerd in het frequentiedomein en het akoestische stralingsmodel wordt geanalyseerd, en de bijbehorende simulatie en experimenteel onderzoek worden uitgevoerd.Er wordt op gewezen dat de belangrijkste modi van de permanentmagneetmotorstator in de figuur worden getoond. 
De hoofdmodus van een permanente magneetmotor
Technologie voor optimalisatie van de motorlichaamstructuur De belangrijkste magnetische flux in de motor komt hoofdzakelijk radiaal de luchtspleet binnen en genereert radiale krachten op de stator en rotor, waardoor elektromagnetische trillingen en geluid worden veroorzaakt.Tegelijkertijd genereert het tangentiële moment en axiale kracht, waardoor tangentiële trillingen en axiale trillingen ontstaan.In veel gevallen, zoals bij asymmetrische motoren of enkelfasige motoren, is de gegenereerde tangentiële trilling erg groot en is het gemakkelijk om resonantie te veroorzaken van componenten die op de motor zijn aangesloten, wat resulteert in uitgestraald geluid.Om elektromagnetische ruis te berekenen en deze geluiden te analyseren en te beheersen, is het noodzakelijk om hun bron te kennen, namelijk de krachtgolf die trillingen en geluid genereert.Om deze reden wordt de analyse van elektromagnetische krachtgolven uitgevoerd door de analyse van het magnetische veld in de luchtspleet. Aangenomen dat de magnetische fluxdichtheidsgolf geproduceerd door de stator gelijk is aan , en de magnetische fluxdichtheidsgolf
geproduceerd door de rotor is
, dan kan hun samengestelde magnetische fluxdichtheidsgolf in de luchtspleet als volgt worden uitgedrukt:
Factoren zoals stator- en rotorsleuven, wikkelingsverdeling, golfvormvervorming van de ingangsstroom, fluctuaties in de permeantie van de luchtspleet, excentriciteit van de rotor en dezelfde onbalans kunnen allemaal leiden tot mechanische vervorming en vervolgens trillingen.De ruimteharmonischen, tijdharmonischen, slotharmonischen, excentriciteitsharmonischen en magnetische verzadiging van magnetomotorische kracht genereren allemaal hogere harmonischen van kracht en koppel.Vooral de radiale krachtgolf in de AC-motor zal tegelijkertijd op de stator en de rotor van de motor inwerken en magnetische circuitvervorming veroorzaken. Het statorframe en de rotorbehuizingsstructuur zijn de belangrijkste stralingsbron van motorgeluid.Als de radiale kracht dichtbij of gelijk is aan de natuurlijke frequentie van het stator-basissysteem, zal er resonantie optreden, wat vervorming van het motorstatorsysteem zal veroorzaken en trillingen en akoestisch geluid zal genereren. In de meeste gevallen,
de magnetostrictieve ruis veroorzaakt door de laagfrequente 2f, hoge-orde radiale kracht is verwaarloosbaar (f is de grondfrequentie van de motor, p is het aantal motorpoolparen).De door magnetostrictie geïnduceerde radiale kracht kan echter ongeveer 50% bereiken van de radiale kracht die wordt geïnduceerd door het magnetische veld in de luchtspleet. Voor een motor die wordt aangedreven door een inverter, zullen de tijdharmonischen, vanwege het bestaan van tijdharmonischen van hoge orde in de stroom van de statorwikkelingen, een extra pulserend koppel genereren, dat gewoonlijk groter is dan het pulserende koppel dat wordt gegenereerd door de ruimteharmonischen.groot.Bovendien wordt de door de gelijkrichter gegenereerde spanningsrimpel ook via de tussenkring naar de omvormer doorgegeven, wat resulteert in een ander soort pulserend koppel. Wat de elektromagnetische ruis van een synchrone motor met permanente magneet betreft, zijn de Maxwell-kracht en de magnetostrictieve kracht de belangrijkste factoren die motortrillingen en -geluid veroorzaken.
Trillingskarakteristieken van de motorstator Het elektromagnetische geluid van de motor houdt niet alleen verband met de frequentie, volgorde en amplitude van de elektromagnetische krachtgolf die wordt gegenereerd door het magnetische veld van de luchtspleet, maar ook met de natuurlijke modus van de motorstructuur.Elektromagnetische ruis wordt voornamelijk gegenereerd door de trillingen van de motorstator en de behuizing.Daarom is het vooraf voorspellen van de eigenfrequentie van de stator door middel van theoretische formules of simulaties, en het spreiden van de frequentie van de elektromagnetische kracht en de eigenfrequentie van de stator, een effectief middel om elektromagnetische ruis te verminderen. Wanneer de frequentie van de radiale krachtgolf van de motor gelijk is aan of dichtbij de eigenfrequentie van een bepaalde orde van de stator, zal resonantie worden veroorzaakt.Op dit moment zal deze, zelfs als de amplitude van de radiale krachtgolf niet groot is, een grote trilling van de stator veroorzaken, waardoor een grote elektromagnetische ruis ontstaat.Voor motorgeluid is het belangrijkste om de natuurlijke modi te bestuderen met radiale trillingen als belangrijkste, de axiale orde is nul en de vorm van de ruimtelijke modus ligt onder de zesde orde, zoals weergegeven in de figuur. 
Trillingsvorm van de stator
Bij het analyseren van de trillingskarakteristieken van de motor kan deze, vanwege de beperkte invloed van demping op de modusvorm en frequentie van de motorstator, worden genegeerd.Structurele demping is de vermindering van trillingsniveaus nabij de resonantiefrequentie door toepassing van een mechanisme voor hoge energiedissipatie, zoals weergegeven, en wordt alleen in aanmerking genomen op of nabij de resonantiefrequentie. 
dempend effect
Na het toevoegen van wikkelingen aan de stator wordt het oppervlak van de wikkelingen in de ijzeren kernsleuf behandeld met vernis, worden het isolatiepapier, de vernis en de koperdraad aan elkaar bevestigd en wordt het isolatiepapier in de sleuf ook nauw aan de tanden bevestigd van de ijzeren kern.Daarom levert de in-slotwikkeling een zekere bijdrage aan de stijfheid van de ijzeren kern en kan deze niet als een extra massa worden behandeld.Wanneer voor de analyse de eindige-elementenmethode wordt gebruikt, is het noodzakelijk parameters te verkrijgen die verschillende mechanische eigenschappen karakteriseren, afhankelijk van het materiaal van de wikkelingen in de vertanding.Probeer tijdens de implementatie van het proces de kwaliteit van de dompelverf te garanderen, de spanning van de spoelwikkeling te verhogen, de strakheid van de wikkeling en de ijzeren kern te verbeteren, de stijfheid van de motorstructuur te vergroten, de eigenfrequentie te verhogen om te voorkomen resonantie, verminder de trillingsamplitude en verminder elektromagnetische golven.lawaai. De eigenfrequentie van de stator nadat deze in de behuizing is gedrukt, verschilt van die van de enkele statorkern.De behuizing kan de vaste frequentie van de statorstructuur aanzienlijk verbeteren, vooral de vaste frequentie van lage orde.De toename van de werkingspunten van het toerental vergroot de moeilijkheid om resonantie in het motorontwerp te vermijden.Bij het ontwerpen van de motor moet de complexiteit van de schaalstructuur tot een minimum worden beperkt, en de eigenfrequentie van de motorstructuur kan worden verhoogd door de dikte van de schaal op passende wijze te vergroten om het optreden van resonantie te voorkomen.Bovendien is het erg belangrijk om de contactrelatie tussen de statorkern en de behuizing redelijk in te stellen bij gebruik van eindige elementenschatting.
Elektromagnetische analyse van motoren Als belangrijke indicator voor het elektromagnetische ontwerp van de motor kan de magnetische dichtheid doorgaans de bedrijfstoestand van de motor weerspiegelen.Daarom extraheren en controleren we eerst de magnetische dichtheidswaarde, de eerste is om de nauwkeurigheid van de simulatie te verifiëren, en de tweede is om een basis te bieden voor de daaropvolgende extractie van elektromagnetische kracht.Het geëxtraheerde wolkendiagram van de magnetische dichtheid van de motor wordt weergegeven in de volgende afbeelding. 
Op de wolkenkaart is te zien dat de magnetische dichtheid op de positie van de magnetische isolatiebrug veel hoger is dan het buigpunt van de BH-curve van de stator- en rotorkern, wat een beter magnetisch isolatie-effect kan hebben. 
Curve van de fluxdichtheid van de luchtspleet Extraheer de magnetische dichtheden van de luchtspleet van de motor en de tandpositie, teken een curve en u kunt de specifieke waarden van de magnetische dichtheid van de luchtspleet van de motor en de magnetische dichtheid van de tanden zien.De magnetische dichtheid van de tand ligt op een bepaalde afstand van het buigpunt van het materiaal, wat vermoedelijk wordt veroorzaakt door het hoge ijzerverlies wanneer de motor op hoge snelheid is ontworpen.
Gebaseerd op het motorstructuurmodel en het raster, definieert u het materiaal, definieert u de statorkern als constructiestaal en definieert u de behuizing als aluminiummateriaal, en voert u een modale analyse uit op de motor als geheel.De algemene modus van de motor wordt verkregen zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. 
vorm van de eerste ordemodus 
modusvorm van de tweede orde 
modusvorm van de derde orde
Analyse van motortrilling De harmonische respons van de motor wordt geanalyseerd en de resultaten van trillingsversnelling bij verschillende snelheden worden weergegeven in de onderstaande afbeelding. 
Radiale versnelling van 1000 Hz 
Radiale versnelling van 1500 Hz
Radiale versnelling van 2000 Hz
Posttijd: 13 juni 2022