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《沈阳工业大学》 2010年
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永磁同步电动机电磁振动噪声源识别技术的研究

宋志环  
【摘要】: 永磁同步电动机的振动噪声是衡量其性能的一个重要指标,也是一直困扰人们的难题。通过对永磁同步电动机振动噪声源识别技术的研究,可在电机设计阶段优化设计方案或在运行中识别出对电机影响最大的振动噪声源,进而采取相应措施加以抑制。对提高电机性能、缩短研制周期和节省成本具有重要的实际意义。 本课题是辽宁省教育厅创新团队项目(2006T100),本文围绕正弦波供电和变频器供电对永磁同步电动机电磁振动噪声源的影响,对气隙磁场、法向电磁力和振动噪声的特征频率进行了深入研究,取得了一些具有理论意义和工程实用价值的成果,包括如下几个部分: 第一部分对永磁同步电动机在正弦波供电和变频器供电时的气隙磁场和法向电磁力进行解析法分析。通过实验总结出变频器开关频率对定子电流谐波的影响规律,利用三维运动磁场的计算和分析总结出气隙磁场谐波频率与变频器开关频率的关系表达式。分析了不同极槽配合对电机法向电磁力力波次数的影响规律,并推导出整数槽绕组和分数槽绕组产生的电磁力力波次数的解析表达式。最后,通过变频器供电对永磁同步电动机法向电磁力的影响,推导出变频器供电时永磁同步电动机产生的法向电磁力的力波次数和力波频率的解析表达式。 第二部分研究了法向电磁力和切向电磁力对永磁同步电动机电磁振动噪声的影响规律,并编制了永磁同步电动机电磁噪声计算软件。通过分析得出法向电磁力是引起电机振动和噪声的主要因素,而齿槽转矩对电机的振动影响较大,对噪声的影响则不明显。编制的永磁同步电动机电磁噪声计算程序适用于电机设计阶段的多方案比较,计算结果可靠、节省计算时间。本文分析了偏心对永磁同步电动机振动噪声源的影响,并推导出永磁同步电动机在静态偏心和动态偏心条件下法向电磁力的计算表达式以及振动噪声的特征频率表达式。 第三部分主要研究了永磁同步电动机瞬态声场的有限元计算方法,并对永磁同步电动机振动噪声源的试验特性进行分析。首先将实验得到的变频器供电时的定子电流进行频谱分析,并将时间谐波电流写成解析式的形式加载到定子绕组中,计算变频器供电时永磁同步电动机的三维运动磁场。再通过麦克斯韦定律将气隙磁密转换为法向电磁力加载到定子表面,并计算永磁同步电动机在变频器供电条件下的三维瞬态声场。极槽配合不同直接影响气隙磁场的谐波成分,进而影响电机声场的峰值频率。本文利用有限元方法计算分析了整数槽绕组和分数槽绕组对永磁同步电动机气隙磁场和二维声场的影响。 第四部分通过对永磁同步电动机振动噪声机理的分析以及振动噪声源特征频率表达式的推导,编制了永磁同步电动机振动噪声源识别程序。该程序通过对永磁同步电动机振动噪声信号的分析,可以识别出引起电机主要振动噪声峰值频率的振动噪声源,进而采取相应措施抑制电机的振动噪声。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM341

【引证文献】
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2 于慎波;段维;钟双双;;永磁同步电主轴电磁振动研究[J];机械;2015年04期
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7 李芳玲;杨俊华;刘景辉;黄开胜;陈思哲;;注塑机用永磁同步电动机的设计与分析[J];微特电机;2014年03期
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9 相龙洋;左曙光;何吕昌;胡佳杰;张孟浩;;电动汽车及其驱动永磁电机声振特性试验[J];振动.测试与诊断;2014年01期
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1 曾德鹏;多单元永磁同步电机无机械负荷间接测试方法研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
2 吴胜男;非晶合金永磁电机电磁振动噪声研究[D];沈阳工业大学;2017年
3 齐发云;圆方永磁直流电机电磁噪声抑制的研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
4 原庆兵;永磁同步电机系统的周期频率调制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
5 黄涛;变频供电感应电机电磁振动研究[D];武汉大学;2014年
6 安忠良;模块式变速恒压混合励磁风力发电机设计研究[D];沈阳工业大学;2011年
7 赵国新;变频电源供电永磁同步电动机几个关键技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
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2 李野;数控机床永磁同步伺服电机转矩脉动特性的研究[D];沈阳工业大学;2018年
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4 杜晓彬;表贴式永磁同步电动机振动与噪声研究[D];广东工业大学;2018年
5 魏家明;新能源汽车用分数槽集中绕组永磁同步电机振动分析与结构优化[D];安徽大学;2018年
6 盛耀龙;螺杆泵用内置式永磁同步电机设计的研究[D];山东大学;2018年
7 杨卫杰;小功率永磁同步电机电磁振动研究[D];北京交通大学;2018年
8 郭隆军;负载对船舶同步发电机的振动影响机理研究[D];集美大学;2018年
9 陆煜桦;电磁炉噪声的频谱结构分析及贡献度计算[D];电子科技大学;2018年
10 闫永健;电动汽车驱动电机电磁噪声的仿真分析与试验研究[D];天津职业技术师范大学;2018年
【参考文献】
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1 张含蕾;基于小波变换的旋转机械复合故障诊断[D];南京航空航天大学;2006年
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【共引文献】
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7 顾灿松;崔国旭;高辉;杨行;;表面振动法测量汽油机表面辐射噪声[J];小型内燃机与车辆技术;2014年06期
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9 谢峰;雷小宝;严军富;;汽车主减速器噪声影响因素的分析[J];机械科学与技术;2014年08期
10 陈向民;于德介;李星;李蓉;;形态分量分析在转子早期碰摩故障诊断中的应用[J];振动工程学报;2014年03期
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1 曾德鹏;多单元永磁同步电机无机械负荷间接测试方法研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
2 吴胜男;非晶合金永磁电机电磁振动噪声研究[D];沈阳工业大学;2017年
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5 何鹄环;永磁有刷直流电动机电磁振动与噪声的分析[D];上海交通大学;2012年
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9 王巍;多极少槽盘式永磁同步电动机电磁噪声的计算与抑制[D];沈阳工业大学;2010年
10 宋志环;永磁同步电动机电磁振动噪声源识别技术的研究[D];沈阳工业大学;2010年
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1 吴迪;基于小波理论和改进PSO-LSSVM的电机轴承故障诊断[D];哈尔滨理工大学;2017年
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10 张驰;数控机床典型故障分析与诊断系统设计[D];青岛理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 于慎波;姜菲菲;王辉;米秀峰;;永磁同步电主轴分数槽电机的径向电磁力分析[J];组合机床与自动化加工技术;2014年06期
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10 王巍;多极少槽盘式永磁同步电动机电磁噪声的计算与抑制[D];沈阳工业大学;2010年
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1 陈雅韵;我国新能源汽车产业的发展研究[D];首都经济贸易大学;2017年
2 吴奕菡;压缩机负载下永磁同步电机损耗分析及优化设计[D];沈阳工业大学;2017年
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【二级引证文献】
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1 于慎波;陈松玲;;永磁同步电主轴齿槽转矩与永磁体形状关系的研究[J];制造技术与机床;2015年08期
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3 孙兴伟;张明;孙凤;张晓友;;尺寸参数对3自由度等刚度永磁弹簧力学性能影响研究[J];组合机床与自动化加工技术;2015年05期
4 于慎波;胡伟龙;钟双双;;考虑轴向模态的永磁同步电主轴噪声计算[J];组合机床与自动化加工技术;2015年05期
5 于慎波;段维;钟双双;;永磁同步电主轴电磁振动研究[J];机械;2015年04期
6 于慎波;孙俊主;;永磁同步电主轴磁极结构对气隙磁密分布的影响[J];组合机床与自动化加工技术;2015年04期
7 于慎波;丛明星;孙俊主;;滚动转子式压缩机转子动力学分析[J];机械工程师;2015年02期
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【二级参考文献】
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10 刘月辉,郝志勇,付鲁华,韩松涛;车用发动机表面辐射噪声的研究[J];汽车工程;2002年03期
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4 朱德富;基于波束形成的噪声源识别方法研究及应用[D];合肥工业大学;2018年
5 胡鹏;基于LabVIEW的噪声源可视化定位系统设计[D];合肥工业大学;2018年
6 吕国学;基于逆边界元法的噪声源识别方法研究[D];哈尔滨工程大学;2016年
7 朱有剑;基于小波变换和高阶谱分析的噪声源识别方法研究[D];江西理工大学;2009年
8 钱鸣佳;基于神经网络声全息技术对运动噪声源识别的研究[D];吉林大学;2008年
9 李新霞;基于阵列方向矩阵的噪声源识别系统仿真研究[D];北京交通大学;2007年
10 郭庆;波束形成和近场声全息方法在发动机噪声源识别上的应用[D];湖南大学;2017年
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