基于Ansys的永磁同步电机转子振动分析

振动是电机的重要指标,对电机转子进行振动分析为其结构改进和性能优化提供理论依据。运用Ansys有限元分析软件对永磁同步电机转子进行模态分析,得到该电机转子振动系统的低阶固有频率和模态振型,分析了电机振动特性。通过电机转子模态试验,求得电机低阶固有频率,对比仿真与试验结果,验证有限元分析结果的可靠性。由结果分析可知,研究对象在额定转速下未产生共振,验证了其结构设计的合理性。研究内容对永磁同步电机的设计和优化有一定的指导意义。     

电机定子系统振动模态的研究分析

针对电机定子系统的振动与噪声特性,利用Ansys有限元仿真软件对电机定子系统三维模型进行模态仿真,得到电机定子系统的固有频率与振形,并通过试验对仿真结果进行验证。同时,对电机进行电磁仿真,分析其气隙磁密与电磁力谐波,得到电机内部电磁力各次谐波频率。将电磁力谐波频率与电机固有频率进行对比,确保电磁力谐波不会引起电机定子系统共振。验证了电机结构的合理性,为同类产品的设计优化提供了一定的参考价值。     

车用永磁同步电机的电磁噪声分析与抑制

电机模态的准确分析是实现电机低噪声驱动设计的重要环节。当电机模态频率与对应阶次径向电磁力波频率接近时,会产生共振。以一台6极36槽的70 kW商务车主驱动永磁同步电机(PMSM)为研究对象,对比分析转子开辅助槽和针对一阶齿谐波的转子分段斜极方法对电磁力波的影响。采用转子开辅助槽和转子分段斜极的优化方法后,0阶12倍频径向电磁力波幅值可减小79%。建立电机三维有限元模态仿真模型,分析电机结构部件对模态的影响,结合常用车载驱动电机的安装固定方式对外壳进行约束,分析不同约束方式下电机的模态特性。结果表明,在峰值功率8 000 r/min的工况下,优化设计方案下的0阶12倍频的径向电磁力波幅值较大,但由于频率为4 800 Hz,远离电机模态的固有频率,因此不会发生共振,降低了电磁噪声。     

机车牵引电机转子模态试验及仿真优化研究

牵引电机转子作为电机旋转的核心,转子的固有频率应避开实际的工作频率、工作转速。基于软件的有限元分析法是目前在设计阶段应用最广泛的固有频率计算方法,而影响计算结果准确性包括材料参数、各部件间的实际接触状态等。通过LMS公司的采集系统进行实际模态测试,并采用Ansys的有限元分析法,考虑导条和端环、导条和铁心、铁心和转轴实际接触状态计算转子的固有频率。根据实际模态测试结果,以验证Ansys计算结果的实效性,为进一步提高牵引电机转子模态仿真精度提供有益参考,也为进一步改进转子结构,保证转子在实际运行中不会发生共振提供依据。     

车用电机的有限元模态分析

模态分析是一种确定结构振动特性的技术,是结构运动学的分析基础,固有频率是结构动力学特性分析中的重要指标.采用有限元法对电动汽车驱动用电机进行模态分析,通过对电机结构进行适当假设和等效,建立电机结构定子绕组、机壳、端盖以及转子和轴的模态有限元仿真模型,分析各结构部件对电机固有频率的影响.通过有限元仿真得到电机结构径向各阶模态的固有频率和模态振型,并通过锤击法模态实验和电机空载噪声频谱验证了有限元分析的准确性.     

SPMSM定转子系统及整机结构的模态分析

基于Ansys平台对一款表贴式永磁同步电动机(SPMSM)建立主要系统包括定子系统、转子系统以及整机的有限元电机模型,并对其主要模态参数进行模态仿真。仿真得到各部分系统的径向模态振型以及固有频率,并分析定、转子系统及整机结构对电机电磁共振的影响,并采用锤击法验证了有限元分析的正确性。试验结果表明,整机固有频率相对误差在5.3%以内,满足实际工程的需要,为后续调整电机结构改变固有频率以期达到减振降噪的效果、避免共振现象,提供了理论依据。     

航空电反推驱动用永磁同步电机振动及强度分析

电机的模态是分析振动的基础,由固有频率、振型和阻尼比决定。当电机工作时的激振频率与某一阶的固有频率相同或者相近时,会产生共振,导致电机剧烈振动,影响其正常运转。在对应用于航空电反推系统的双通道永磁同步电机PMSM进行三维建模之后,将三维模型送入ANSYS Workbench,在ANSYS工作平台上进行电机模态、响应谱分析与冲击响应的仿真。给出了该电机的前6阶次的固有频率和振型,以及在外加响应谱下的电机等效应力与在瞬态冲击下的电机机械结构上的应力分布。     

直流电动机定子有限元模态分析

为了降低直流电动机产生的电磁噪声,基于ANSYS有限元分析软件对直流电动机定子进行了模态分析,得到了直流电动机定子振动系统的固有频率和模态振型,结果表明该电机定子结构设计合理;接着分析了机座螺栓连接对电机定子模态频率的影响,找出了影响规律,提出了避免共振的措施;同时通过锤击法模态实验,验证了模型等效的合理性以及ANSYS有限元分析的准确性,为提高电机整体的振动特性提供依据,对同类产品的设计和优化有一定的参考意义。     

非线性接触下磁悬浮电机柔性转子系统模态分析

针对磁悬浮电机转子系统模态分析误差较大的问题,提出考虑转子组件间的非线性接触行为,基于罚函数方法通过修正优化接触刚度因子实现对电机柔性转子系统模态的精确分析。通过建立弹性支承转子–轴承系统有限元分析模型,得到了在不同的支承刚度下转子系统前10阶固有频率的仿真值及变化规律。进行模态测试实验验证,结果表明仿真分析和测试值吻合较好,并对加动平衡环后的转子系统进行固有频率的仿真,其结果的准确性在试验样机穿越临界转速时得到了验证。     

高炉煤气余压透平转子弯曲振动模态分析研究

对高炉煤气余压发电机组的透平转子进行了支撑在支架上和弹性钢丝绳悬吊状态下的模态测试,探讨了不同约束方式对转子模态的影响。在此基础上建立了透平转子的有限元模型,分析了其在自由状态下的模态,并将该转子前三阶主要弯曲振动固有频率的有限元计算值和试验测试值做了对比研究。研究结果表明:支撑在支架上的透平转子可能有介于水平和垂直方向的模态存在;弹性钢丝绳悬吊状态下的透平转子可近似为自由状态;透平转子固有频率有限元分析结果和实测值吻合很好,特别是在低阶频率,这对透平转子的模态分析有一定指导意义。     

低噪声屏蔽电机的电磁设计

以37 kW两极屏蔽电机为例,给出了低噪声屏蔽电机的电磁设计参数,并对该电机的起动性能进行了仿真计算。将计算结果与路算法进行对比验证后,发现两者基本吻合。然后当对电机采用场-路耦合有限元法进行电磁力计算和对定子铁心进行模态分析时,确认定子铁心固有频率和电机运行频率及主要电磁力波频率三者没有重合点,即不存在共振的激励点,说明了该设计方案的正确性和可行性。     

多自由度永磁同步电机转子动力学特性分析

多自由度永磁同步电机含有球壳型转子,电机额定转速接近临界转速时,电机会产生多重共振,影响电机正常运行;电机转子转速需穿越1阶模态的临界转速,工作在1阶模态临界转速和2阶模态临界转速之间的安全范围。根据转子系统动力学特性,建立自由状态下的转子数学模型,对有限元法与解析法进行对比分析;分析了转子陀螺效应对临界转速的影响,并进行了转子轴承刚度对临界转速是否有影响的有限元验证;测试了不同转子轴承刚度情况下,弯曲模态与形变位移之间的关系;通过实验验证球形转子的转速与振幅之间的关系,总结出相应的规律,为该类电机的优化设计和控制提供了理论依据和数据。     

立式电机转子的振动特性仿真研究

采用Pro／E软件建立了电机转子虚拟样机模型,导入VisualNastran仿真软件中利用有限元方法进行了电机转子的动力学仿真、应力应变仿真和模态仿真．得到了转子两端轴承的力学状态、系统的多阶固有振动频率、振型以及应力、应变、位移等参数值。根据仿真结果,分析了转子的危险位置和振型。结果表明现有转子的结构基本满足设计要求,同时为满足客户的不同需要,采取改变铁心长度的措施,通过对一系列电机转子的仿真分析和结构对比分析,获得电机转子长度的可行性度设计参数区间。仿真结果对振动实验和定子结构优化具有指导意义。     

1.5 MW双馈风力发电机振动研究

采用了ANSYS通用有限元软件对机座进行模态分析,通过分析机座前四阶固有频率与电机旋转频率,发现第一阶固有频率16.3 Hz与转速1 000r/min频率相近,机座振动较为明显.将圆筒形机座改为方形机座,并提高机座刚度,模态仿真结果及振动试验结果表明,方形机座低阶固有频率与电机工作转速频率不重合,振动速度减小,方形机座有利于电机的稳定运行.     

基于Inventor有限元仿真的异步电机转子模态分析

转子机构是异步电机重要核心部分,电机工作过程中会产生较大离心力,进而不可避免会产生振动,振动直接影响转子机构的疲劳强度,影响电机的使用寿命。通过Inventor软件对转子机构进行建模及有限元模态分析,获得转子机构的前八阶模态,并与激励频率对比,了解转子机构的模态特性,为后续异步电机研发和改进产品性能与优化迭代提供依据。     

异步电机定子模态分析及定转子槽配合对其噪声的影响

异步电机中振动和噪声是电机发展的主要问题之一,其噪声产生机理的研究是关键。针对异步电机模型,利用ANSYS软件建立电机定子结构模型进行模态分析,通过理论计算电机定子的固有频率,并将两者进行比较分析;研究电机在相同定子不同转子槽数下对噪声级的影响。比较异步电机的力波频率和力波阶次,为避免电机共振的发生提供依据。     

空气能热泵热水机电机支架有限元分析及优化

本文采用扫频测试方法找到机组共振时电机转速,从而得出系统共振固有频率,并通过ANSYS Workbench 14.0对风机系统进行模态分析,找到与实际振型相符的固有频率阶数。利用ANSYS模态分析得出改善方案,使其固有频率避开电机激振频率,并对更改方案模拟运输振动校核电机支架强度,最终确认更改方案。通过使用ANSYS分析软件解决工程实际问题。     

高速永磁电机转子模态分析与实验研究

基于模态分析理论,采用限元分析软件ANSYS对某高速永磁电机转子进行自由模态仿真分析,获得了转子前三阶弯曲固有频率值与振型。通过模态实验实测其固有频率值,比较两者数据,验证了仿真计算的准确性,为同类型转子动力学计算提供了参考依据。     

基于ANSYS Workbench软件在轴承座模态分析中的应用

轴承座是电机中的重要部件,利用ANSYS Workbench软件建立轴承座的三维模型,基于有限元分析理论对轴承座进行了模态分析,分析完成后列出了轴承座的前6阶固有频率和振型,分析的结果对轴承座的结构设计改进、动力学分析及避免产生结构共振有较大意义.     

爪极发电机电磁力及定子振动特性分析

首先建立了车用爪极发电机的场路耦合三维有限元模型,基于该模型使用Ansoft仿真软件分析其电磁场及径向电磁力波,得出力波峰值时的频率值;使用Ansys Workbench软件对定子铁心和带绕组的定子进行模态分析,得出其各阶固有频率,结果表明绕组对定子的固有特性影响较大。通过分析电磁力波仿真结果与模态分析结果,得出对发电机振动影响较大的频率点。这些工作对于在发电机设计阶段避免产生共振提供参考,并对分析电磁噪声奠定基础。