直流无刷电机定子总成振动特性分析

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1、第38卷第6期华北电力大学学报V01．38．No．62011年11月JournalofNoahChinaElectricPowerUniversityNov．，2011直流无刷电机定子总成振动特性分析相龙洋，左曙光，何吕昌，文岐华，魏欢(同济大学新能源汽车工程中心上海201804)摘要：以世博电动小车驱动电机为研究对象，在有限元分析软件ANSYS中建立了电机定子总成的有限元模型，通过试验进行了模型验证。并使用ANSYS对定子进行了模态分析，获得定子的模态振型和模态频率。进一步研究了定子总成中各组件对定子振动特性的影响，详细

2、对比分析了加入不同组件后定子模态振型和频率的变化情况。此项工作有助于电机的进一步优化设计。关键词：定子总成；模态分析；振动特性；组件影响中图分类号：TM33文献标识码：A文献标识码：1007—2691(2011)O0—0023—06ThevibratorybehavioranalysisofstatorassemblyofbrushlessdirectcurrentmotorXIANGLong·yang，ZUOShu-guang，HELv—chang，WENQi—hua，WEIHuan(CleanEnergyAutomot

3、iveEngineeringCenter，TongjiUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：Inthispaper，basedonthedrivemotorsofelectricalvehiclesusedintheWorldExposition，theFEMmodelofthemotorstatorassemblywasestablishedwithANSYSsoftwsXe．Andthemodelwasconfirmedbyanexperiment．Thenthepaperc

4、onductedamodalanalysisc,fthestatorwiththesoftwareandobtainedthemodeshapesandfrequen-cies．Moreover，afurtherstudyoftheeffectsofstatorcomponentsonthestatorvibratorybehaviorswasconducted．Andbycomparisonandcontrasts，thepapermadeadetailedanalysisonthechangesofmodeshapes

5、andfrequenciesofthestatorwithdifferentcomponents．Theworkinthispaperishelpfulforfurtheroptimaldesignofthemotor．Keywords：statorassemblymodalanalysiLsvibratorybehaviorcomponenteffect提高，人们对汽车的舒适性提出了更高要求，其0引言中汽车的振动噪声特性就是一项重要内容。电动汽车的驱动电机是其主要振动噪声源之一，因此直流无刷电机是永磁同步电机的一种，它既

6、有必要对电机的振动噪声特性进行研究。具备交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便对于电机定子的振动特性，许多学者作了相等一系列优点，又具备直流电机的运行效率高、应的研究。文献[3]对开关磁阻电机定子进行无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点．。随着电了有限元分析，研究中没有考虑绕组和端盖的影力电子工业的飞速发展，许多新型的高性能半导响。文献[4]得出了加强绕组与铁芯轭部接触体功率器件的问世，提高了这种电机的综合性能，和采用周向散热筋结构对降低开关磁阻电机的噪使其广泛应用于电动汽车驱动系统中⋯。文献声有益的结论。文献[5]研究了电

7、机轴向叠长、[2]指出，新型电动汽车将逐步取代传统汽车。极弧和轭厚对振动模态的影响。文献[6]考虑随着电动汽车产业的快速发展和人们生活水平的了实际运行的发电机普遍存在的振动偏心状态，对定子匝问短路引起的发电机振动特性进行了机收稿日期：2011—06—10．电耦合分析。但是以上文献均没有对电机定子组基金项目：国家自然科学基金资助项目资助(51075302)；博士件对振动特性的影响进行研究。点基金资助项目(20100072110027)．本文以上海世博电动小车驱动用永磁无刷直华北电力大学学报由表3可见，加上端部绕组后总体的固有

8、频壳的加强筋是沿着轴向，质量延周向分布均匀性率明显降低，且高阶模态频率降幅较大。进一步较差。在高阶模态处，由于模态振型节点数的增观察发现加入端部绕组后两端反对称振型(第3，多和不均匀质量的中心对称特性，使得其对相近4，7，8，11和12阶振型)对应的模态频率降幅振型模态的影响基本相同，因而高阶相近振型的