汽车爪极发电机定子模态分析与固有频率计算

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2011年(第33卷)第12期AutomotiveEngineering2011(Vo1．33)No．122011222汽车爪极发电机定子模态分析和固有频率计算术鲍晓华，刘健，倪有源，刘冰，温旭(1．合肥工业大学电气与自动4／5-~-程学院，合肥230009；2．合肥三益江海泵业有限公司，合肥231131)[摘要]建立爪极电机定子结构的三维有限元模型，利用ANSYS软件对其进行模态分析，计算爪极电机定子的固有频率。结果表明，定子6阶模态对爪极电机噪声和振动的贡献

2、最大。关键词：爪极发电机；定子；模态分析；有限元法；固有频率ModalAnalysisandNaturalFrequencyCalculationoftheStatorinAutomotiveClaw-poleAlternatorBaoXiaohua，LiuJian，NiYouyuan，LiuBing&WenXu。1．SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009；2．HefeiSanJi

3、anghaiPumpCo．，Ltd．，Hefei231131[Abstract]A3DFEmodelforthestatorofclaw-polemotorisbuilt，amodalanalysisisperformedonitU—singsoftwareANSYSandthenaturalfrequencyofmotorstatoriscalculated．Theresultsshowthatthe6thordermodeofstatorhasthemostcontributiontothenoise

4、andvibrationofclaw—polemotor．Keywords：claw-polealternator；stator；modalanalysis；FEM；naturalfrequency寸、形状和绕组结构上与中小型异步电机有很大不日lJ舌同，它所产生的噪声和振动与异步电机也有许多差异，这些主要都源于气隙磁场的三维分布。本文中随着工业的发展，噪声的影响越来越受到重视，利用ANSYS软件对爪极电机的定子结构建立三维环境保护和技术发展要求降低电机的电磁噪声。电有限元模型，进行模态分析，计算电机定子的

5、固有频机的振动是造成电机噪声的主要原因之一，它使电率，并与试验结果进行比较，结果表明爪极电机6阶机结构受到损坏，对电机的可靠运行造成威胁。预模态对噪声和振动的贡献最大。该研究为抑制电机测并抑制电机产生的振动和噪声须准确确定径向激噪声提供了理论依据，对爪极电机的技术改进有一振力和谐振频率，因此研究电机的固有模态和频率定的参考价值。具有重要的意义。有关各类电机的噪声和振动问题，国内外的专1电机定子固有频率的计算家学者进行了较广泛的研究，内容包括大型异步电机的结构振动特性，尤其是端盖、连接筋和绕组对其定子固有频

6、率的计算方法很多，但都存在一定固有频率的影响¨；多相电机的噪声问题；中小的不足之处。文献[3]中计算爪极电机固有频率型电机固有频率的计算和开关磁阻电机定子的模态时，须考虑定子绕组和机壳对定子固有频率的影响。分析I9以及利用有限元法计算定子固有频本文中对定子系统的固有频率计算方法进行了简化率等。但迄今为止，很少有针对爪极电机固有和改进，分别对定子铁芯、绕组、齿和端盖进行分析，频率特性的分析研究文献。爪极电机在定子几何尺考虑不同情况对固有频率的影响，得到不同情况下％国家自然科学基金(51177033)和安徽省

7、自然科学基金(11040606M124)资助。原稿收到日期为2010年12月3日，修改稿收到日期为2011年3月25日。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com·1090·汽车工程2011年(第33卷)第12期表1定子冲片模态分析结果比较频萼Hz3试验结果分析振型阶次误差／％按式(1)计算ANSYS分析O539582．78．114V／500w汽车发电机的体积较小，受外界因l747l_04．1素和自身的局限较大，因此在半消音室中分别对电2143152．96．9机的整体和外壳噪

8、声级进行测试。对电机整体进行3209217．O3．8测试时，将电机安放在半消音室测试平台上，其上部4402397．2一1．2悬挂一个半球状的测声装置，对电机各个方位进行5650626．6—3．6测试，求得其平均声压级；对电机外壳进行测试时，6953894．0—6．2采用脉冲锤进行激振，得到频率响应函数，由频率响应函数可找到相应的共振频率。2．3带绕组的定子的模态分析对电机进行试验得到的整机固有频率见表3，绕组对定子固有频率影响