能量回馈型超声波电机定子振动特性有限元分析与特性测试

提出一种集精密驱动和振动能量采集于一体的新型多功能压电振动电机——能量回馈型超声波电机,设计了电机夹心式内锥面压电定子,建立了电机压电定子的有限元模型,仿真分析定子振动特性和能量采集输出特性;研制电机原理样机,并对电机进行阻抗和能量采集特性测试与分析。研究结果为工作在极端封闭环境中的微型机器人系统提供一种集驱动与供电一体化的机电器件。     

车用电机定子振动特性的影响因素分析及优化

以某电动车驱动用无刷直流电机为研究对象,在ANSYS中通过APDL语言建立了基于铁心内径、铁心外径等参数的定子结构参数化模型,通过模态仿真和计算,得到了相应的模态阵型及振动特性,同时为了获得电机的实际振动特性,在电机NVH测试台架上进行了电机声振测试,试验结果和仿真结果相符,验证了模型的正确性。进而对影响振动特性的因素进行灵敏度分析,以此为依据对定子进行了优化设计。优化后电机定子总成的模态频率整体上有了大幅度的升高,降低了电磁噪声频带范围内的模态密度,振动噪声特性得以改善,且定子体积与质量均减小,达到轻量化目的。     

活塞压缩机用新型双管直线感应电动机特性计算与仿真分析

为了克服管型直线感应电机结构简单,单位体积推力小的缺点,设计了具有内外双定子、中间动子结构的新型双管型直线电机.建立了计及边端效应的电机等效电路模型,推导出了电磁推力、功率与效率等通用特性关系武.通过仿真获得了更加接近实际的电机特性曲线.结果表明,电机推力大、整机效率高,为其电磁设计与活塞的动力特性分析提供了一定理论依据.     

电动汽车用V型磁钢转子永磁电机的电磁振动噪声削弱方法研究

电动汽车用永磁同步电机的电磁振动噪声水平直接影响着电动汽车的NVH性能。基于理论分析与Ansys多物理场有限元分析平台,研究一台电动汽车驱动用永磁同步电机的电磁噪声特性,并进行优化分析。电机的电磁噪声主要来源于电机定子齿部的电磁激振力,不同转子结构会对磁场产生不同的影响,通过优化转子隔磁桥结构进而改变电机定子齿部的电磁激振力,降低电机的振动噪声。分别建立优化前后电机的电磁场有限元模型,仿真得出作用于电机定子齿部的电磁激振力;建立优化前后电机结构3D有限元模型,计算电机结构的径向模态频率;通过对电机定子结构的振动响应进行有限元仿真,得到电机定子结构的振动响应频谱。最后,通过ANSYS Acoustics有限元仿真分析得到电机电磁噪声特性。通过对比优化前后的结果可知,优化后的电机在保证电磁性能的前提下有效降低了电机的振动噪声,并通过实验验证了仿真结果的有效性。     

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。     

基于能量等效的行波超声波电机数学模型研究

利用能量等效原则把环形压电复合定子等效成等直梁结构,综合考虑压电复合定子的机械损耗(包括压电陶瓷和金属基体的损耗)、转动惯量和剪切变形,利用铁摩辛柯梁振动理论得到了压电复合定子在自由状态下的频率方程和受迫状态下的振动解析解;利用库仑摩擦接触理论建立了定、转子之间的力传递模型;探讨了接触角与定、转子预压力、振动幅值、摩擦材料弹性刚度之间的关系,给出了电机稳态时的输出力矩表达式,并分析了电机的能量损耗.通过把定、转子接触面的摩擦损耗和转子输出功率等效为定子振动的弯曲阻尼损失,建立了电机输出效率表达式,从而系统地建立了基于能量等效的行波型超声波电机特性的解析模型.研究有助于电机设计.     

低速直驱式大功率永磁同步电动机振动特性研究

电机电磁噪声的主要来源是定子铁心和机壳的振动,转子偏心也会产生不平衡磁拉力,并导致电动机产生振动和噪声。采用低速直驱方式时,振动会直接传递到与电机系统相连的其他设备上,更易造成部件的疲劳或损坏。为预知低速直驱式大功率永磁同步电动机的振动特性,限制其振动和噪声水平。基于有限元方法,对该类电机定子进行了谐响应数值分析,并完成了转子的不平衡响应分析与计算。随后通过振动试验测试的方法,验证了理论分析的正确性。最终揭示出该类电机振动响应特性,进而为其减振降噪和结构优化设计提供必要的理论依据。     

新型双定子混合励磁风力发电机三维有限元分析及实验研究

提出一种新型双定子混合励磁风力发电机,分析电机的结构特点及工作原理,计算电机的空载磁场分布、静态特性及空载特性,并对样机进行实验研究。基于三维有限元方法,采用ANSYS软件计算了电机的空载磁场分布,得到了空载内外定子电枢绕组磁链、内外定子电动势及合成电动势;根据磁链法分别计算了电枢绕组和励磁绕组电感等参数;分析了电机额定转速400 r/min时的空载特性。理论分析与实验结果表明：采用双定子的电机结构可使电机空载相电动势比相同条件下的单定子电机增加约23%;通过调节励磁电流,发电机相电动势在90~110 V之间变化。由圆套筒型整体永磁体组成的串联磁路并设置2个定子的新型电机结构可有效地提高低速电机的发电能力;双定子混合励磁风力发电机具有较好的调磁性能。     

基于状态方程的长定子直线同步电机特性分析

分析了磁悬浮列车系统中长定子直线同步电机的结构形式和特点,建立了该型电机的电流、磁链及定子和磁极间推力、吸力的基本状态方程模型.     

基于磁固耦合的分数槽永磁同步电动机振动分析

以小型分数槽永磁电机为研究对象,通过分析其电磁振动理论,从多方面对电机结构进行了优化。把计算出的电磁力离散成点并加载到电机定子上,在ANSYS中做了瞬态动力学分析,最终得到电机定子对动载荷的时域响应。但瞬态动力学分析只能近似获得电机某点的时域响应,并不能得到整个电机精确的动力学特性曲线。而采用磁固耦合联合仿真可将计算出的电磁力自动耦合到定子齿做频谱分析,从而得到电机整体的频谱特性。结果表明采用磁固耦合的方法更能精确的反映电机振动的频谱特性,从而指导电机结构设计以及优化。