非理想永磁同步电机的电磁振动分析

摘要

永磁同步电机的振动及噪声是判断其性能优劣的重要参数，然而在实际生产中，由于制造工艺的限制，电机会存在转子偏心、定子冲片不对称、磁钢充磁后主极磁场不对称等不可避免的问题。这些非理想因素都会对电机的电磁振动造成影响。因此研究非理想永磁同步电机的电磁振动问题具有重要的现实意义。本文从以下几个方面进行了研究：
　　首先，对永磁同步电机振动特性的理论基础进行了研究。分析永磁同步电机的气隙磁场分布情况，并使用麦克斯韦应力方程对空载和负载时的径向电磁力进行了解析计算，归纳其空间模数和时间次数。对单元刚度矩阵和单元质量矩阵进行了推导。为研究非理想永磁同步电机的电磁振动问题奠定基础。
　　其次，对非理想永磁同步电机的径向电磁力进行了研究。仿真计算了转子偏心、定子齿宽不等、轭部厚度不等和磁钢充磁不均匀时电机受到的径向电磁力，对其进行谐波分析。探究以上非理想因素是否会对力波模数和时间次数造成影响并总结规律。
　　再次，对非理想永磁同步电机的振动模态进行了研究。先将理想永磁同步电机的模态振型及固有频率进行有限元分析并作为参照，在此基础上研究转子偏心、定子齿宽不等和轭部厚度不同时永磁同步电机的结构模态，得到各阶模态振型及固有频率。
　　最后，对非理想永磁同步电机的电磁振动进行了研究。在以上两方面研究的基础上，采用电磁-结构耦合场对非理想永磁同步电机的电磁振动进行谐响应分析，探究了振动位移的各次谐波的频率分布及幅值大小。

目录

第1章绪 论

1.1课题研究的意义和目的

1.2国内外研究现状

1. 3本文的主要内容

第2章永磁同步电机振动特性的理论基础

2.1引言

2.2永磁同步电机径向电磁力的解析推导

2.3电机振动模态的有限元理论

2.4本章小结

第3章永磁同步电机径向电磁力的分析

3.1引言

3.2理想永磁同步电机径向电磁力的有限元计算

3.3转子偏心永磁同步电机的径向电磁力

3.4冲片不对称永磁同步电机的径向电磁力

3.5充磁不均匀永磁同步电机的径向电磁力

3.6本章小结

第4章永磁同步电机振动模态的分析

4.1引言

4.2理想永磁同步电机的振动模态

4.3转子偏心永磁同步电机的振动模态

4.4定子齿宽不等时永磁同步电机的振动模态

4.5轭部厚度不等时永磁同步电机的振动模态

4.6本章小结

第5章永磁同步电机电磁振动的分析

5.1引言

5.2理想永磁同步电机电磁振动的谐响应仿真

5.3转子偏心永磁同步电机电磁振动的谐响应仿真

5.4冲片不对称永磁同步电机电磁振动的谐响应仿真

5.5充磁不均匀永磁同步电机电磁振动的谐响应仿真

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果

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致谢