开关磁阻电机振动和噪声的研究与实践

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1、南京航空航天大学硕士学位论文开关磁阻电机振动和噪声的研究与实践姓名：唐超申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：朱学忠20050301南京航空航空航天大学硕士学位论文摘要开关磁阻电机简称SR电机具有结构简单坚固、成本低、高容错性能以及高速运行能力等特点，目前广泛地应用在航空、汽车、纺织以及矿业等领域。但是由于SR电机固有的工作方式，电机的振动和噪声问题比较突出，这在一定程度上限制了开关磁阻电机向更广的应用领域发展。然而目前国内外对开关磁阻电机振动和噪声问题的研究还不很系统和完善，针对电机本体的机械机构参数设计

2、对电机振动特性的影响的研究还比较少；对SR运行在高速或超高速情况下必须考虑的转子动力学问题也很少涉及。因此，本文以开关磁阻电机的振动和噪声问题为研究对象，进行了一系列理论研究和工程实践。本文首先系统地研究了开关磁阻电机机械结构振动的理论，特别是径向电磁力和模态分析的基本理论。然后采用有限元分析软件ANSYS仿真计算和模态实验得出SR电机定子的低阶固有频率；仿真计算SR电机转子的低阶临界转速。随后利用电磁场分析软件JMAG．Studio仿真计算了SR电机的径向电磁力，并在此基础上分析了开通角、关断角、定转子齿形以及转子极弧

3、系数对径向电磁力的影响。本文最后还建立了不同串并联支路数的12／8结构SR电机的JMAG模型，仿真计算了电机气隙不均的情况下，电机绕组线圈串并联支路数对电机单边磁拉力的影响，进而进行了不同绕组线圈串并联支路数的12／8结构SR样机的振动实验，验证了绕组线圈串并联支路数对电机振动和噪声的影响。关键词：开关磁阻电机，振动和噪声，径向电磁力，模态分析，绕组联结方式电机振动和噪声的研究与实践AbstractSwitchedReluctanceMotor(SRM)hassimplestructure，lowcost，highrel

4、iabilityandspeedcapabilitycomparedwi吐1conventionalmotors．Nowadaysitiswidelyprovidingsolutionstoapplicationsinaviation，automobile，spinning，mining，etal．ButSRMCanproduceexcessivevibrationandacousticnoisebecauseofitsworkingmode，whichlimitSRMapplicationsinotherfields．

5、However，researchonvibrationandacousticnoiseofSRM，especiallyonmechanicaldesignoptimizingforlowacousticnoiseorhighspeedSRMisnotin-depth．SothispaperaimsatacademicresearchandpracticeofSRMvibrationandacousticnoise．Firstly,basictheoriesofSRMmechanicalvibration、magnetic

6、radicalforceandmodalanalysisarediscussed．Secondly,modefrequenciesofstatorsandrotatorsarecalculatedwithANSYSsoftware．ModetestsaremadetovalidatetheresultsofANSYSsimulation，Thirdly,magneticradicalforceissimulatedwithJMAG—Studiosoftwaretoanalyzetheeffectofturn—onangl

7、e，turn—offangle，toothshapeandpolar—arccoefficientonSRMvibrationandacousticnoise．Finally,threedifferentconjunctionsmodeof12／8SRMcoilsaresetupinJMAGtosimulateunbalancedmagneticradicalforce，whichmainlyarousefromasymmetricalair-gap．Thenvibrationexperimentsof12／8SRMar

8、emadetovalidatetheeffectofdifferentcoilsconjunctionmodesonSRMvibrationandacousticnoise．KeyWords：SwitchReluctanceMotor，Vibrationandacousticnoise，Magneticradical