潜水电机电磁噪声分析和对比

针对传统的潜水感应电机和一种具有更高效率的新型潜水永磁辅助同步磁阻电机（PMASRM）,利用多物理场耦合有限元仿真,分析和对比其电磁噪声。在电磁场有限元软件中对电机的气隙磁密和径向电磁力波结果进行二维傅里叶分解,分析了气隙磁场和径向力波的时空特性。PMASRM转子磁导作用产生的气隙磁密谐波空间阶次更高,造成的径向电磁力波阶次更高,可以降低电磁噪声水平。声学仿真结果验证了上述结论。     

径向斜槽转子潜水电机电磁噪声优化

相比于一般电机,大型潜水感应电机目前存在电磁噪声过大的问题。采用径向斜槽结构可以削弱大型潜水电机的电磁噪声,但仍存在部分不足。基于径向斜槽结构,通过调整径向斜槽扭斜距离进一步削弱电磁噪声,并提高电机其他性能。利用多物理场耦合有限元仿真分析对比各方案的电磁噪声,验证了上述方法的正确性。     

基于混合谐波注入的潜水感应电机电磁噪声削弱

针对感应电机在变频供电时会在绕组中产生时间谐波而导致电机的电磁振动和噪声增大的问题,提出了一种采用混合谐波注入的改进型正弦脉宽调制控制策略。以一台1 120 kW的潜水感应电机为研究对象,通过对电机进行3、9次混合谐波注入,削弱了电压的调制波和载波谐波及其边带谐波分量,从而降低了电机的振动和噪声。对3、9次混合谐波注入方法中的谐波占比系数进行优化,进一步强化了对边带谐波的削弱效果,整体降低了电机噪声。最后通过对采用混合谐波注入方法的电机与优化前的常规电机进行铁耗、铜耗等方面的性能对比,验证了所提策略在不影响电机的基本性能的前提下,有效削弱了电机的电磁噪声。     

高速实心转子感应电机的转子谐波涡流损耗的分离和提取

高速实心转子感应电机主要应用于高速压缩机、飞轮储能、航空航天等领域,具有广阔发展前景。和其他拓扑结构的转子相比,实心转子具有较强的端部效应,导致转子涡流损耗进一步加剧。针对高速实心转子感应电机的转子谐波涡流损耗的分离和提取问题,以一台380 V,1 MW,12 000 r/min高速实心转子感应电机为主要研究对象,采用二维傅里叶分解方法,精确提取气隙磁场谐波特性,以虚拟永磁谐波电机模型为基础,反向构建气隙谐波磁场用以激励实心转子实现转子谐波涡流损耗的提取;结合混合激励法以及冻结磁导率法,进一步精确考虑了不同负载情况下由材料非线性导致的感应谐波涡流透入深度的变化。采用有限元建模方法,对比了采用混合激励法和冻结磁导率法提取的转子谐波涡流损耗以及感应涡流的分布。该方法为后续对转子谐波涡流损耗进行有效抑制提供了理论基础。     

多相感应推进电机振动分析研究

电磁振动是电动机的主要噪声源,对于大中型感应电机,主要是通过优化槽配合的方式增加力波阶数同时避开定子铁心相应的模态来减小电机振动噪声。本文提出基于瞬态动力学有限元计算预测感应电机振动的方法,该方法不仅可以定性地为槽配合的优化提供参考,也可以定量地预估出电机的振动噪声量值,为在设计阶段电机振动的优化设计提供方向。并以某大型多相感应推进电机为例验证了该方法的有效性。     

双斜槽感应电机气隙偏心时的径向电磁力分析

为了分析双斜槽感应电机偏心情况下的电磁激振力,以一台笼型双斜槽感应电机为例,采用解析法分析了动偏心和静偏情况下的气隙磁密成分,并得到了不同阶次谐波相互作用产生的平均径向电磁激振力的阶次与幅值表达式。针对双斜槽感应电机,提出了适用于双斜槽的多层分段有限元模型,并获得了径向气隙磁密与径向电磁激振力的时空分布。利用二维傅里叶分解法,获取了平均径向电磁力的时空频谱,并与直槽偏心时的径向电磁力相对比,发现双斜槽能够有效削弱由偏心导致的部分附加径向电磁力。     

高压湿式潜水电机转子三维温度场分析

为了更准确地研究高压湿式潜水电机的温度场分布情况,以3150kW、6kv高压潜水电机为例进行分析。建立了潜水电机转子三维温度场的物理模型和计算模型。考虑潜水电机冷却系统的特殊性,转子散热表面采用分段的方法加载散热系数。以电磁计算得到的损耗为热源,利用有限元软件对电机进行了温度场计算,并将计算结果与实测测量值和采用传统方法施加散热系数得到的温度场进行了比较,验证了该方法的准确性,为利用有限元法求解电机温度场时散热系数的加载提供了新的方法。     

电机噪声的分析及预防

通过对产生电机噪声的两个主要方面(电磁及机械加工)进行分析，并提出预防措施。     

高压湿式潜水电机水摩擦损耗分析

高压湿式潜水电机转子在水中旋转,产生的水摩擦损耗比普通电机的空气摩擦损耗高得多,在电机总损耗中占有较大的比重。电机转速、气隙结构及转子表面的粗糙度都影响电机的水摩擦损耗,准确计算水摩擦损耗相当困难。以6 kV-3 150 kW-4P电机为例,利用流体力学理论和摩擦学原理,建立了流体场模型,基于该模型对影响水摩擦损耗的因素进行了分析。将计算结果与利用空载试验得到的水摩擦损耗进行比对,证明了该方法的正确性。     

起重冶金电机低频噪声分析

采用电磁噪声的一般分析方法，以8p电机采用60／48槽配合所产生低阶次力波分析为例，对绕线型起重冶金电机的电磁噪声进行了定性分析，并给出了控制典型规格低频噪声的措施。     

高速异步电主轴电机的电磁噪声分析

采用有限元法分析了高速异步电主轴电机定子结构的动力学特性(振型、固有频率),分别采用解析法和有限元法分析了电机在额定转速60 000 r/min下空载和负载的电磁力波,利用傅里叶变换对径向气隙磁密和径向电磁力波进行了谐波分析,得到了不同阶次不同频率下的谐波幅值。还将得到的电磁力波加载到电机定子相应节点处,对高速异步电主轴电机进行了电磁振动和声场分析,并计算出电机在空载和负载情况下产生的电磁噪声。     

变频器对异步电动机噪声和振动的影响

介绍了变频器及其作用可产生直接影响异步电动机噪声的三个因素,即电机的转速从接近零到超过基速的变化、电机电源频率和谐波分量和电机气隙磁场中的不同频率波的相互作用。并通过对变频器驱动异步电动机产生噪声和振动原因的分析,提出解决常见故障和检测的方法。     

变频电机噪声分析与计算

简述了电机噪声的产生原因,以两个不同型号的变频异步电机为例,给出电机空气动力噪声的计算方法.通过对电机噪声试验值与理论计算值的对比分析,总结出抑制电机噪声,特别是空气动力噪声的有效措施,为电机设计提供理论依据.     

浅析装饰吊扇电机噪声的改善

本文主要分析了装饰吊扇电机噪声产生的原因,特别是重点分析研究了电磁噪声,提出了解决噪声的措施和方法,并通过实验,验证其措施和方法是有效的。     

气隙不均匀对异步电动机电磁噪声的影响

异步电动机转子偏心会引起一系列低次数径向力波,并使噪声辐射增加。转子偏心实际上不可能完全消除,本文采用适当的定子绕组并联支路,将每一对极两端以均压线连接在一起,由于径向相对的极相组电抗不同在均压线上引起均衡电流,从而削弱了偏心的有害影响。实验结果表明,该方法能够有效降低因偏心引起电磁噪声。     

潜油电机永磁化的一些基本问题

本文对近年出现的一类特种高效节能型永磁同步电动机--潜油永磁同步电动机作了较为详细的介绍,分析讨论了其基本原理及技术难点问题,并结合作者在该课题上的科研工作,针对普通潜油三相异步电动机永磁化改造中的问题,提出一些解决措施与办法.