Estudio sobre la influencia de la fuerza electromagnética del estator El ruido electromagnético del estator en el motor se ve afectado principalmente por dos factores, la fuerza de excitación electromagnética y la respuesta estructural y la radiación acústica causada por la fuerza de excitación correspondiente.Una revisión de la investigación.
El profesor ZQZhu de la Universidad de Sheffield, Reino Unido, etc. utilizó el método analítico para estudiar la fuerza electromagnética y el ruido del estator del motor de imán permanente, el estudio teórico de la fuerza electromagnética del motor sin escobillas de imán permanente y la vibración del motor permanente. Motor magnético DC sin escobillas de 10 polos y 9 ranuras.Se estudia el ruido, se estudia teóricamente la relación entre la fuerza electromagnética y el ancho del diente del estator y se analiza la relación entre la ondulación del par y los resultados de optimización de la vibración y el ruido. El profesor Tang Renyuan y Song Zhihuan de la Universidad Tecnológica de Shenyang proporcionaron un método analítico completo para estudiar la fuerza electromagnética y sus armónicos en el motor de imán permanente, lo que brindó apoyo teórico para futuras investigaciones sobre la teoría del ruido del motor de imán permanente.Se analiza la fuente de ruido de vibración electromagnética alrededor del motor síncrono de imán permanente accionado por la onda sinusoidal y el convertidor de frecuencia, se estudia la frecuencia característica del campo magnético del entrehierro, la fuerza electromagnética normal y el ruido de vibración, y el motivo del par. Se analiza la ondulación.La pulsación de torque se simuló y verificó experimentalmente usando el Elemento, y se analizó la pulsación de torque bajo diferentes condiciones de ajuste de ranura-polo, así como los efectos de la longitud del entrehierro, el coeficiente de arco polar, el ángulo achaflanado y el ancho de la ranura en la pulsación de torque. . Se realiza el modelo de fuerza radial electromagnética y fuerza tangencial, y la simulación modal correspondiente, se analiza la respuesta de fuerza electromagnética y ruido de vibración en el dominio de la frecuencia y se analiza el modelo de radiación acústica, y se realiza la correspondiente simulación e investigación experimental.Cabe señalar que en la figura se muestran los modos principales del estator del motor de imán permanente. 
El modo principal del motor de imán permanente.
Tecnología de optimización de la estructura de la carrocería del motor. El flujo magnético principal del motor entra en el entrehierro sustancialmente de forma radial y genera fuerzas radiales en el estator y el rotor, provocando vibraciones y ruidos electromagnéticos.Al mismo tiempo, genera momento tangencial y fuerza axial, provocando vibración tangencial y vibración axial.En muchas ocasiones, como en los motores asimétricos o monofásicos, la vibración tangencial generada es muy grande y es fácil provocar resonancia en los componentes conectados al motor, lo que produce ruido irradiado.Para poder calcular el ruido electromagnético, analizar y controlar estos ruidos, es necesario conocer su fuente, que es la onda de fuerza que genera la vibración y el ruido.Por este motivo, el análisis de las ondas de fuerza electromagnética se realiza mediante el análisis del campo magnético del entrehierro. Suponiendo que la onda de densidad de flujo magnético producida por el estator es y la onda de densidad de flujo magnético
producida por el rotor es
, entonces su onda compuesta de densidad de flujo magnético en el entrehierro se puede expresar de la siguiente manera:
Factores como el ranurado del estator y del rotor, la distribución de los devanados, la distorsión de la forma de onda de la corriente de entrada, la fluctuación de la permeabilidad del entrehierro, la excentricidad del rotor y el mismo desequilibrio pueden provocar deformación mecánica y luego vibración.Los armónicos espaciales, los armónicos temporales, los armónicos de ranura, los armónicos de excentricidad y la saturación magnética de la fuerza magnetomotriz generan armónicos más altos de fuerza y par.Especialmente la onda de fuerza radial en el motor de CA, actuará sobre el estator y el rotor del motor al mismo tiempo y producirá una distorsión del circuito magnético. La estructura del estator y la carcasa del rotor es la principal fuente de radiación del ruido del motor.Si la fuerza radial es cercana o igual a la frecuencia natural del sistema estator-base, se producirá resonancia, lo que provocará la deformación del sistema estator del motor y generará vibraciones y ruido acústico. En la mayoría de los casos,
el ruido magnetoestrictivo causado por la fuerza radial de alto orden y baja frecuencia 2f es insignificante (f es la frecuencia fundamental del motor, p es el número de pares de polos del motor).Sin embargo, la fuerza radial inducida por la magnetoestricción puede alcanzar aproximadamente el 50% de la fuerza radial inducida por el campo magnético del entrehierro. Para un motor impulsado por un inversor, debido a la existencia de armónicos de tiempo de alto orden en la corriente de sus devanados del estator, los armónicos de tiempo generarán un par pulsante adicional, que suele ser mayor que el par pulsante generado por los armónicos espaciales.grande.Además, la ondulación de voltaje generada por la unidad rectificadora también se transmite al inversor a través del circuito intermedio, lo que resulta en otro tipo de par pulsante. En lo que respecta al ruido electromagnético del motor síncrono de imán permanente, la fuerza de Maxwell y la fuerza magnetoestrictiva son los principales factores que causan la vibración y el ruido del motor.
Características de vibración del estator del motor. El ruido electromagnético del motor no solo está relacionado con la frecuencia, el orden y la amplitud de la onda de fuerza electromagnética generada por el campo magnético del entrehierro, sino también con el modo natural de la estructura del motor.El ruido electromagnético se genera principalmente por la vibración del estator y la carcasa del motor.Por lo tanto, predecir la frecuencia natural del estator mediante fórmulas teóricas o simulaciones de antemano, y escalonar la frecuencia de la fuerza electromagnética y la frecuencia natural del estator, es un medio eficaz para reducir el ruido electromagnético. Cuando la frecuencia de la onda de fuerza radial del motor es igual o cercana a la frecuencia natural de un cierto orden del estator, se producirá resonancia.En este momento, incluso si la amplitud de la onda de fuerza radial no es grande, provocará una gran vibración del estator, generando así un gran ruido electromagnético.Para el ruido del motor, lo más importante es estudiar los modos naturales con vibración radial como principal, el orden axial es cero y la forma del modo espacial está por debajo del sexto orden, como se muestra en la figura. 
Forma de vibración del estator
Al analizar las características de vibración del motor, debido a la influencia limitada de la amortiguación en la forma del modo y la frecuencia del estator del motor, se puede ignorar.La amortiguación estructural es la reducción de los niveles de vibración cerca de la frecuencia de resonancia mediante la aplicación de un mecanismo de disipación de alta energía, como se muestra, y solo se considera en la frecuencia de resonancia o cerca de ella. 
efecto de amortiguación
Después de agregar devanados al estator, la superficie de los devanados en la ranura del núcleo de hierro se trata con barniz, el papel aislante, el barniz y el alambre de cobre se unen entre sí, y el papel aislante en la ranura también se une estrechamente a los dientes. del núcleo de hierro.Por lo tanto, el devanado en ranura tiene una cierta contribución de rigidez al núcleo de hierro y no puede tratarse como una masa adicional.Cuando se utiliza el método de elementos finitos para el análisis, es necesario obtener parámetros que caractericen diversas propiedades mecánicas según el material de los devanados en el engranaje.Durante la implementación del proceso, trate de garantizar la calidad de la pintura de inmersión, aumente la tensión del devanado de la bobina, mejore la estanqueidad del devanado y del núcleo de hierro, aumente la rigidez de la estructura del motor, aumente la frecuencia natural para evitar Resonancia, reduce la amplitud de la vibración y reduce las ondas electromagnéticas.ruido. La frecuencia natural del estator después de ser presionado dentro de la carcasa es diferente de la del núcleo del estator único.La carcasa puede mejorar significativamente la frecuencia sólida de la estructura del estator, especialmente la frecuencia sólida de bajo orden.El aumento de los puntos de funcionamiento de la velocidad de rotación aumenta la dificultad de evitar la resonancia en el diseño del motor.Al diseñar el motor, se debe minimizar la complejidad de la estructura de la carcasa y se puede aumentar la frecuencia natural de la estructura del motor aumentando adecuadamente el grosor de la carcasa para evitar la aparición de resonancia.Además, es muy importante establecer razonablemente la relación de contacto entre el núcleo del estator y la carcasa cuando se utiliza la estimación de elementos finitos.
Análisis electromagnético de motores. Como indicador importante del diseño electromagnético del motor, la densidad magnética normalmente puede reflejar el estado de funcionamiento del motor.Por lo tanto, primero extraemos y verificamos el valor de densidad magnética, lo primero es verificar la precisión de la simulación y lo segundo es proporcionar una base para la posterior extracción de fuerza electromagnética.El diagrama de nubes de densidad magnética del motor extraído se muestra en la siguiente figura. 
Se puede ver en el mapa de nubes que la densidad magnética en la posición del puente de aislamiento magnético es mucho mayor que el punto de inflexión de la curva BH del estator y el núcleo del rotor, lo que puede desempeñar un mejor efecto de aislamiento magnético. 
Curva de densidad de flujo del entrehierro Extraiga las densidades magnéticas del entrehierro del motor y la posición de los dientes, dibuje una curva y podrá ver los valores específicos de la densidad magnética del entrehierro del motor y la densidad magnética de los dientes.La densidad magnética del diente está a cierta distancia del punto de inflexión del material, lo que se supone que es causado por la alta pérdida de hierro cuando el motor está diseñado a alta velocidad.
Con base en el modelo de estructura del motor y la rejilla, defina el material, defina el núcleo del estator como acero estructural y defina la carcasa como material de aluminio, y realice un análisis modal en el motor en su conjunto.El modo general del motor se obtiene como se muestra en la siguiente figura. 
forma del modo de primer orden 
forma del modo de segundo orden 
forma del modo de tercer orden
Análisis de vibraciones del motor. Se analiza la respuesta armónica del motor y los resultados de la aceleración de la vibración a varias velocidades se muestran en la siguiente figura. 
Aceleración radial de 1000 Hz. 
Aceleración radial de 1500 Hz.
Aceleración radial de 2000 Hz.
Hora de publicación: 13 de junio de 2022