基于ANSYS的开关磁阻电机定子振动模态分析

作者:赵天环;高国旺;王卫民;董砚;郑易 刊名:电机与控制应用 上传者:季洪亮

【摘要】分析电磁噪声产生机理及定子振动模态理论,基于有限元法的计算原理,利用软件ANSYSWorkbench中模态分析计算出SRM定子在无任何约束情况下自由振动的振型和固有频率,使固有频率避开主要力波频率,能有效降低因共振引起的振动噪声。

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研究与设计 EMCA 迫弗乙西柱 帚J应闭2013,40(5) 基 于 ANSYS的开关磁 阻 电机定子振动模 态分析 赵天环 , 高国旺, 王卫 民, 董 砚, 郑 易 (河北工业大学 控制科学与工程学院,天津 300130) 摘 要:分析 电磁 噪声产生机理及定子振动模态理论 ,基于有限元法的计算原理,利用软件 ANSYS Workbench中模态分析计算出SRM定子在无任何约束情况下 自由振动的振型和固有频率 ,使固有频率避开主 要力波频率,能有效降低因共振引起的振动噪声。 关键词 :开关磁 阻电机 ;振动噪声 ;径向磁吸力 ;模态分 析 中图分类号 :TM 352 文献标志码 :A 文章编号 :1673—6540(2013)05-0006-04 M odal Analysis of Stator Vibration for Switched Reluctance M otor Based on ANSYS ZHAO Tianhuan, GAO Guowang, WANG Weimin, DONG Yah, ZHENG Yi (School of Control Science and Engineering,Hebei University of Technology,Tianjin 300 1 30,China) Abstract:The electromagnetic noise generating mechanism and stator vibration modal theory was analyzed. Based on the finite element method,made use of the software ANSYS W orkbench modal analysis to calculate the natural frequency and vibration model in case of free vibration without any constraint of the SRM stator,and concluded that the frequencies to avoid the main force wave frequency,it could eectively reduce the vibration noise caused by the resonance. Key words:switched reluctance motor;vibration noise;radial m agnetic attraction;modal analysis 0 引 言 由于 开 关 磁 阻 电 机 (Switched Reluctance Motor,SRM)噪声和振动比较严重 ,阻碍 了其推广 和应用。如何 降低和控制 SRM 的噪声和振动是 SRM设计和控制 的重要任务。在 脉冲供 电方 式 下 ,SRM瞬时转矩脉动很大,振动和噪声问题与其 他驱动装置不同,主要表现在径向方向上定子的振 动 ,从而导致振动和噪声 的产生 ,这种现象在低速 运行时尤为明显。对于降低电机 的振动和噪声,对 SRM定子振动特性的研究有着至关重要的作用。 l 振 动模 态的理论分析方 法 目前 ,计算固有频率的理论分析方法共有两 类。(1)解析解算法。该方法通过把机械的问题 类 比等效为电路 的方式来求解 ,这样可得到 固有 频率解析式 ,但计算精 度差 。(2)能量法。分为 傅里叶级数法和有限元解法。这两

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