Джерела вібраційного шуму в синхронних двигунах з постійними магнітами

Вібраціясинхронні двигуни з постійними магнітамиголовним чином походить від трьох аспектів: аеродинамічного шуму, механічної вібрації та електромагнітної вібрації. Аеродинамічний шум спричинений швидкими змінами тиску повітря всередині двигуна та тертям між газом і конструкцією двигуна. Механічна вібрація виникає внаслідок періодичної пружної деформації підшипників, геометричних дефектів і дисбалансу вала ротора. Електромагнітна вібрація спричинена електромагнітним збудженням, а магнітне поле повітряного зазору діє на сердечник статора, викликаючи радіальну деформацію статора, яка передається на корпус двигуна та випромінює шум. Хоча тангенціальна складова магнітного поля повітряного зазору невелика, вона може спричинити пульсації крутного моменту та вібрацію двигуна. В рушіїсинхронні двигуни з постійними магнітами, електромагнітне збудження є основним джерелом вібрації.

На початковому етапі проектування всинхронні двигуни з постійними магнітамишляхом створення моделі реагування на вібрацію, аналізу властивостей електромагнітного збудження та динамічних характеристик конструкції, прогнозування та оцінки рівня вібраційного шуму та оптимізації конструкції для вібрації можна зменшити вібраційний шум, покращити продуктивність двигуна, і цикл розробки можна скоротити.

Поточний прогрес у дослідженнях можна підсумувати трьома аспектами:

1. Дослідження електромагнітного збудження: Електромагнітне збудження є основною причиною вібрації, і дослідження тривають протягом багатьох років. Ранні дослідження включали обчислення розподілу електромагнітних сил всередині двигунів і отримання аналітичних формул для радіальних сил. В останні роки широко застосовуються методи моделювання кінцевих елементів і чисельний аналіз, і вітчизняні та зарубіжні вчені вивчали вплив різних конфігурацій полюсних пазів на крутний момент синхронних двигунів з постійними магнітами.

2. Дослідження структурних модальних характеристик: Модальні характеристики конструкції тісно пов’язані з її вібраційною реакцією, особливо коли частота збудження близька до власної частоти конструкції, виникає резонанс. Вітчизняні та іноземні вчені досліджували структурні характеристики систем статора двигуна шляхом експериментів та моделювання, включаючи фактори, які впливають на модальні частоти, такі як матеріали, модуль пружності та структурні параметри.

3. Дослідження реакції на вібрацію під впливом електромагнітного збудження: вібраційна відповідь двигуна спричинена електромагнітним збудженням, що діє на зубці статора. Дослідники проаналізували просторово-часовий розподіл електромагнітної сили, навантажили електромагнітне збудження на структуру статора двигуна та отримали чисельні розрахунки та експериментальні результати реакції на вібрацію. Дослідники також досліджували вплив коефіцієнта демпфування матеріалу оболонки на реакцію на вібрацію.