低振动噪声正弦绕组永磁同步电机研究.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn低振动噪声正弦绕组永磁同步电机研究*郑萍，田孟娇，张书宽，刘家琦（哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，哈尔滨，150006）5摘要：以低振动低噪声为目的，研究了一种新结构的永磁同步电机。将无槽外转子结构电机定子与转子进行机械连接，形成同步旋转的双层转子结构，从而降低了因定转子之间相对运动而产生的周期性振动；同时，采用正弦绕组形式，减少了磁势谐波。本文通过有限元仿真，计算了电机外层转子内表面受到的径向电磁力波，并对其进行了频谱分析。当向绕组中注入正弦电流时，主要电磁力谐波频率为工作电流频率

2、偶数倍、电磁力模数以零为主，验证了本10文电机结构减振降噪的有效性。对电机结构模态进行了三维有限元仿真计算，得到了低阶模态振型以及对应的模态频率。对比了整机系统与绕组双层转子系统模态频率，讨论了发生共振的可能性。关键词：电机与电器；低振动低噪声；正弦绕组；径向电磁力；结构模态；有限元仿真中图分类号：TM34115ResearchonlowvibrationandlownoisepermanentmagnetsynchronousmotorZhengPing,TianMengjiao,ZhangShukuan,LiuJiaqi(SchoolofEle

3、ctricalEngineering&Automation，HarbinInstituteofTechnology，Harbin，20150006)Abstract:Anewtopologyofpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)withadvantagesoflowvibrationandlownoiseisstudied.Double-layerrotorschemeisemployedinsteadingofthestatorandrotorofconventionalPMSMforthepruposeo

4、freducingtheperiodicvibrationcausedbytherelativemovementbetweenthestatorandrotor.Thesinusoidalwindingisusedtoreducethemagneticpotential25harmonics.Inthispaper,theradialelectromagneticforcewavesontheinnersurfaceoftheouterrotorarecalculatedbyfiniteelementmethod,andthespectrumana

5、lysisiscarriedout.Whenthemotorisdrivenbysinusoidalcurrent,themainelectromagneticforceharmonicfrequencyiseventimestheelectricalfrequency.Themainelectromagneticforcemodulusiszero,whichverifieslowvibrationandlownoisereductionofthethismotorstructure.Threedimensionalfiniteelementsi

6、mulationofthemotorstructure30modaliscarriedout,andthelowordermodemodesandthecorrespondingmodalfrequenciesareobtained.Themodalfrequencyofthewholesystemandthewindingsystemarecompared,andthepossibilityofresonanceisdiscussed.Keywords:Electricalmachineryandapparatus;Lowvibrationand

7、lownoise;Sinusoidalwinding;Radialelectromagneticforce;Modal;Finiteelementmethod350引言电机作为各种设备的动力源，在工业、农业、日常生活等各个领域应用广泛。现代生活中，人们对工作环境的舒适程度愈来愈重视，品质要求越来越高。因此如何进一步降低电机[1]的振动与噪声已经引起学者们的广泛研究兴趣。永磁同步电机的噪声主要由电磁噪声，机40械噪声，通风噪声三方面组成，涉及到电磁学、机械振动力学、空气动力学等众多学科，其中电磁噪声占主导地位，也是专家学者们在电机噪声领域着重研究的一

8、个重要方向。电机的作者简介：郑萍（1969-），女，教授、博导，主要研究方向：电机及其驱动控制技术、电动汽车及相关技术.E