Źródła hałasu drgań w silnikach synchronicznych z magnesami trwałymi

Wibracjasilniki synchroniczne z magnesami trwałymiHałas aerodynamiczny powstaje głównie z trzech aspektów: hałasu aerodynamicznego, drgań mechanicznych i drgań elektromagnetycznych. Hałas aerodynamiczny powstaje w wyniku gwałtownych zmian ciśnienia powietrza wewnątrz silnika oraz tarcia między gazem a konstrukcją silnika. Drgania mechaniczne powstają w wyniku okresowych odkształceń sprężystych łożysk, wad geometrycznych i niewyważenia wału wirnika. Drgania elektromagnetyczne powstają w wyniku wzbudzenia elektromagnetycznego, a pole magnetyczne szczeliny powietrznej działa na rdzeń stojana, powodując jego promieniowe odkształcenie, które jest przenoszone na obudowę silnika i emituje hałas. Chociaż składowa styczna pola magnetycznego szczeliny powietrznej jest niewielka, może powodować tętnienia momentu obrotowego i drgania silnika. W napędziesilniki synchroniczne z magnesami trwałymiGłównym źródłem drgań jest wzbudzenie elektromagnetyczne.

Na początkowym etapie projektowaniasilniki synchroniczne z magnesami trwałymiPoprzez opracowanie modelu odpowiedzi na drgania, analizę właściwości wzbudzenia elektromagnetycznego i charakterystyki dynamicznej konstrukcji, przewidywanie i ocenę poziomu hałasu drgań oraz optymalizację projektu pod kątem drgań, można zmniejszyć hałas drgań, poprawić wydajność silnika i skrócić cykl rozwoju.

Aktualny postęp badań można podsumować w trzech aspektach:

1. Badania nad wzbudzeniem elektromagnetycznym: Wzbudzenie elektromagnetyczne jest podstawową przyczyną drgań, a badania nad nim trwają od wielu lat. Wczesne badania obejmowały obliczanie rozkładu sił elektromagnetycznych wewnątrz silników i wyprowadzanie wzorów analitycznych dla sił promieniowych. W ostatnich latach powszechnie stosowane są metody symulacji metodą elementów skończonych i analizy numeryczne, a naukowcy krajowi i zagraniczni badają wpływ różnych konfiguracji żłobków biegunowych na moment zaczepowy silników synchronicznych z magnesami trwałymi.

2. Badania nad strukturalnymi charakterystykami modalnymi: Charakterystyka modalna konstrukcji jest ściśle związana z jej odpowiedzią na drgania, zwłaszcza gdy częstotliwość wzbudzenia jest zbliżona do częstotliwości drgań własnych konstrukcji, co powoduje wystąpienie rezonansu. Naukowcy krajowi i zagraniczni badali charakterystykę strukturalną układów stojanów silników elektrycznych za pomocą eksperymentów i symulacji, uwzględniając czynniki wpływające na częstotliwości modalne, takie jak materiały, moduł sprężystości i parametry konstrukcyjne.

3. Badania odpowiedzi wibracyjnej silnika pod wpływem wzbudzenia elektromagnetycznego: Odpowiedź wibracyjna silnika jest wywoływana wzbudzeniem elektromagnetycznym działającym na zęby stojana. Naukowcy przeanalizowali rozkład przestrzenno-czasowy siły elektromagnetycznej, przenieśli wzbudzenie elektromagnetyczne na strukturę stojana silnika oraz uzyskali obliczenia numeryczne i wyniki eksperymentalne odpowiedzi wibracyjnej. Zbadali również wpływ współczynnika tłumienia materiału powłoki na odpowiedź wibracyjną.