U型单相永磁同步电机振动及噪声的有限元分析
基于有限元的U型单相永磁电动机起动分析
电机 运行过程 中的振动 主要包括 定子 、 转子 和轴 承的振动 ， 定 子包 括定子铁心、 定子绕组、 机座的振动， 转子包括转子铁心、 转轴 的振动。 定子 的振动主要由电磁力引起， 电磁力也叫电磁激振力， 当定子的 固有振动频率和电磁激振力的频率相等或接近时，很小的电磁激振力 也 会因共振 而产生较 大的振 动和噪声 。转子 的振动 由转 子 的固有振动 特性决定， 质量不平衡 、 冷热不均及电磁力不平衡 ， 都会引起转子的弯 曲振动。机座的振动源主要有定子 心电磁振动通过铁心与机座的连 接传来 ，引起机座的倍频振动和转子 由于电磁力或不平衡振动的激振 力通过轴 承传递到机 座引起 的振动 。由于轴承本 身的结构特点 ， 加工 装
进一步提 出有效的技 术措施 ， 最大限度的减少电机事故的发生， 提 高电机的使 用寿命。
关键 词 ： 电机 ； 振动危害； 振 动 分析 加磁场 和主波 磁场相互作 用时 ，产生次数 很低 的力 波很可能 导致 电磁 振动 。 ３ Ｉ ３磁路饱 和对 电磁振 动的影响 磁路饱和会使电机气隙中的主磁场空间分布波形出现 “ 平顶” 形 状， 因磁路饱和所产生的附加磁场与谐波磁场相互作用， 会产生低次力 波可 能会导致较 明显的 电磁振 动 。 ３ ４绕线转子电机通常因为通用冲片而采用分数槽绕组 ， 有时还会 出珊 ｌ 眭 槽或空槽的情况 ， 转子次谐波磁场和主波磁场相互作用产生 的次数为正负—但行进方向相反的两个力波，将引起电机的两倍转差 频率 的差拍振动 。此时 ， 需要 重新选择 转子槽 数 ， 或避免 采用 跳线槽 和 可避免由转子方面产生两倍 配及运行中出现的故障等内部因素，以及传动轴上其它零件移动和力 空槽。消除电机笼型转子断条或铸铝缺陷， 的作用的外部因素的影响，当电机以一定转速并且在一定负载下运行 转差频 率的差拍振 动。 电机由于机械原因（ 如转子加工偏心、 转轴弯曲、 转子不平衡和轴 时，对轴承和轴承座或者外壳组成的系统会产生激励 ，导致该系统振 承松动等） 转子次谐波磁场和主波磁场相互作用产生的差拍振动， 可用 动。 机械调 整的方法 ， 如减 小转子偏心 ， 转子 校平 衡等 。 ２ 电机振动产 生 的危 害 ４ 电机 的机 械振动 电机的振动首 先带来 的就 是噪声 ，振动 和噪声不但 会使 物理装置 和设备疲劳 、 失效或干扰其它声信号的感觉和鉴别， 超过一定限度时还 ４ ． １转子机械不平衡产生的振动 通常转子的机械不平衡可分为静不平衡、动不平衡和混合不平衡 会损害人们的健康 ， 特强的噪声， 甚至能使建筑物遭受破坏。振动是所 这三种不 平衡可 以通 过校平衡加 以消除 。 转子有 效部分 的不 均匀 有设备在运行过程 中普遍存在的现象， 电机和其他设备一样 ， 在运转过 三种 ， 从而产生轴的热弯曲， 大大加剧 程中会发 生不 同程 度 的振 动 ，振 动对 电动机 的危 害主要表 现在 以下 几 发热和不均匀冷却所引起的热不对称， 转子的不平衡。因此尽可能采用刚度较大的转轴 ， 铙 和轴的配合采用 个方面： （ １ ） 增加能量消耗 ， 电机的效率降低 ； （ ２ ） 直接伤害电机轴承， 加 速电机轴承的磨损， 大大缩短了轴承的使用寿命； （ ３ ） 转子磁极松动， 造 热套配合等。 成定子和转子相互擦碰 ， 从而导致 电机转子弯 曲、 断裂； （ ４ ） 电机端部绑 电机与其他机器联结时 ，电机转子要与它连接到机器转动部分对 即调整支座和联轴器以保证机组轴线没有错位和倾斜。 线松动， 造成端部绕组相互摩擦 ， 绝缘电阻降低， 绝缘使用寿命缩短， 严 中， 重时造成绝缘击穿； （ ５ ） 基础或与电机配套的其他设备的运转受到影响， ４ ２ 轴 承的振动 中滚 动轴承是 电机 运行 中较强 的振动源之 一 滚动 轴承 的振动在很 大程度上 与各零 件的结构 、 加 工质量 、 生产工 造成某些零件松动 ， 甚至损坏零件 ， 造成事故。 艺有关。 因此， 轴承的选择、 套圈的椭圆度 、 滚动体的椭圆度和棱圆度 、 以 ３ 电机 的电磁 振动 ３ ． １电磁振 动 由电机气 隙磁场 作用 于 电机 铁心 产生 的电磁 力所激 及加 工精度 是轴承产 生振动 的重要 因素 。润滑 剂的选 择以及轴 承外 圈 发， 而电机气隙磁场又决定于定、 转子绕组磁势和气隙磁导 ， 由于电机 与端盖或轴承套间所采用的配合也会影响振动的传播。 气隙磁密波的作用 ，在定子铁心齿上产生的磁力有径向和切向两个分 ４ Ｉ ３端盖 的轴 向振动主要是 由轴承激 发的 ， 其次 是作用在 定子铁 心 量。 径向分量使定子铁心产生振动变形 ； 切向分量是与电磁转矩相对应 上电磁振动力波， 同时也作用在转子上， 它会通过轴承传到端盖上。 ５结 束语 的作用力矩 ， 它使齿对其根部弯曲并产生局部振动变形。所以在设计电 机 时要全面考 虑定转子槽 数的选择 。 电机振动问题是具有综合性和复杂 ｆ 生 的，分析处理起来往往有一 定难度， 处理振动问题时， 必须思路清晰、 步骤明确 、 找出特征 、 针对处 ３ － ２气隙偏心对电磁振动的影响 由于制造公差和运行磨损 ， 转子外圆和定子外 圆之间会产生偏心 ， 理， 在长期的工作实践中， 将理论结合实践 ， 不断总结 ， 尽量减少或避免 使定、 转子间的气隙不均匀 ， 气隙偏心后， 电机气隙中存在附加磁场， 附 电机 振动 故障或事故 。
永磁同步电动机振动与噪声特性研究
永磁同步电动机振动与噪声特性研究一、本文概述随着科技的不断进步和环保理念的日益深入人心，永磁同步电动机（PMSM）作为一种高效、环保的驱动方式，已在诸多领域得到了广泛应用。
然而，随着其使用范围的扩大，其振动与噪声问题也逐渐显现，成为了制约其进一步发展的关键因素。
因此，本文旨在深入研究永磁同步电动机的振动与噪声特性，以期为降低其振动与噪声、提高其运行稳定性和可靠性提供理论依据和技术支持。
本文将首先介绍永磁同步电动机的基本原理和结构特点，阐述其振动与噪声产生的机理。
在此基础上，通过理论分析和实验研究相结合的方法，研究永磁同步电动机在不同工况下的振动与噪声特性，探讨其影响因素和变化规律。
本文还将对永磁同步电动机的振动与噪声抑制技术进行研究，提出有效的抑制方法和措施。
本文的研究内容不仅对于提高永磁同步电动机的性能和可靠性具有重要意义，而且对于推动永磁同步电动机的广泛应用和产业发展也具有积极的促进作用。
因此，本文的研究具有重要的理论价值和实践意义。
二、永磁同步电动机的基本原理与结构永磁同步电动机（PMSM）是一种高效、高性能的电动机，广泛应用于电动汽车、风力发电、工业机器人和精密机床等领域。
其基本原理和结构决定了其在振动和噪声特性上的表现。
永磁同步电动机的基本原理基于电磁感应和磁场相互作用。
它利用永磁体产生恒定磁场，作为励磁源，通过控制定子电流的相位和幅值，使定子磁场与转子磁场保持同步旋转。
当定子电流产生的旋转磁场与转子永磁体磁场相互作用时，会产生电磁转矩，驱动电动机旋转。
永磁同步电动机的结构主要由定子、转子和端盖等部件组成。
定子由铁心和绕组组成，铁心用于固定绕组并提供磁路，绕组则通过电流产生旋转磁场。
转子则主要由永磁体和铁心组成，永磁体提供恒定磁场，铁心则用于增强磁场强度。
端盖则用于固定定子和转子，并提供机械支撑。
在PMSM中，永磁体的使用是关键。
永磁体具有高矫顽力、高剩磁和高磁能积等特点，能够提供稳定的磁场，从而提高电动机的效率和性能。
永磁同步电机高频振动与噪声研究
永磁同步电机高频振动与噪声研究一、概述永磁同步电机以其高效率、高功率密度及优秀的控制性能，在电动汽车、风力发电、工业驱动等领域得到了广泛应用。
随着电机运行频率的提高，高频振动与噪声问题日益凸显，成为制约永磁同步电机进一步发展的关键因素。
对永磁同步电机高频振动与噪声的研究具有重要的理论价值和实际意义。
高频振动主要来源于电机内部的电磁力波动、机械结构共振以及材料特性等因素。
这些振动不仅影响电机的稳定运行，还可能导致电机部件的疲劳损坏，降低电机的使用寿命。
同时，高频振动还会引发噪声污染，对人们的生产和生活环境造成不良影响。
针对永磁同步电机高频振动与噪声问题，国内外学者进行了大量的研究。
研究内容包括但不限于电机电磁设计优化、结构动力学分析、振动噪声测试与评估等方面。
通过改进电机电磁设计，优化绕组分布和磁极形状，可以有效降低电磁力波动，从而减少高频振动。
通过结构动力学分析，可以识别出电机的共振频率，进而采取相应的措施避免共振现象的发生。
目前对于永磁同步电机高频振动与噪声的研究仍面临一些挑战。
一方面，电机内部的电磁场和机械结构相互耦合，使得振动与噪声的产生机制复杂多样，难以准确描述和预测。
另一方面，随着电机技术的不断发展，新型材料和先进制造工艺的应用使得电机的振动噪声特性也发生了变化，需要不断更新和完善研究方法和手段。
本文旨在深入研究永磁同步电机高频振动与噪声的产生机理和影响因素，提出有效的抑制措施和优化方案，为永磁同步电机的设计、制造和运行提供理论支持和实践指导。
1. 永磁同步电机概述永磁同步电机，作为电动机和发电机的一种重要类型，以其独特的优势在现代工业中占据着举足轻重的地位。
其核心特点在于利用永磁体来建立励磁磁场，从而实现能量的高效转换。
定子产生旋转磁场，而转子则采用永磁材料制成，这种结构使得永磁同步电机在运行时能够保持稳定的磁场分布，进而实现平稳且高效的能量转换。
永磁同步电机可以分为他励电机和自励电机两种类型，前者从其他电源获得励磁电流，后者则从电机本身获取。
U型永磁同步电动机结构参数的分析与研究
Ｐｅ ｍ ａ ｎｔＭ ａ ｎｅ ｎｃ ｏ ｏｕ ｏ ｏ ｒ ｎｅ ｇ ｔＳｙ ｈｒ ｎ ｓＭ ｔ ｒ
ＺＨＡＮＧ ｅ ＬＩ Ｗ ｉ 一， ＡＮＧ ｎ ｙ ｎ Ｘｉ ｇ— ａ
（ ｃ ｏ ｌｆＸｉｇｉ， ａ ｔｎ ｎｖｒｉ， ｎｏｇ２ ６ １， ｈｎ ； １Ｓ ｈ ｏ ｏ ｎ ｌ Ｎ ｎｏｇＵ ｉ ｓｙ Ｎａ ｔｎ ２ ０ ９ Ｃ ｉａ ｎ ｅ ｔ ２ Ｓ ｈｏ Ｅｅｔｃ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｎａ ｔｎ ｉ ｒｉ， ｎｏｇ２ ６ ， ｈｎ ； ｃｏ ｌ ｌ ｒ ａ ｇｎ ｅｉ ， ｎｏｇＵｎｖ ｓｙＮａ ｔｎ ２ ０ Ｃ ｉａ ｆ ｏ ｃｉ Ｅ ｎ ｅ ｔ １ ９ ３ Ｓ ｈ ｏ ｏ Ｃ ｍ ｕｅ Ｓ ｉ ｃ ＆ Ｔｃｎ ｌｇ， ｎｏｇＵ ｉ ｒｉ， ｎｏｇ２ ６ １． ｈｎ ） ｃ ｏ ｌ ｏ ｐ ｔｒ ｃｅ ｅ ｅｈ ｏｏｙ Ｎａ ｔｎ ｎｖ ｓｔ Ｎａ ｔｎ ２ ０ ９ Ｃ ｉａ ｆ ｎ ｅ ｙ
Ｕ 型永磁同步电动机结构参数的分析ｓ研 究
电工电气 （０ Ｎ ． ２ １ ｏ３ １ ）
Ｕ 永磁 同步 电动机结构 参数 的分析 与研 究 型
张蔚 ，梁惺彦
（ １南通 大学 杏林 学院，江 苏 南通 ２ ６ １ ； ２ ０ ９
２南通 大学 电气工程 学院，江苏 南通 ２６ １； ２ ０９ ３南通大学 计 算机科 学与技术学院 ，江苏 南通 ２ ６ １） ２ ０９
关键 词 ： 水 磁 问步 电动机 ；场 路 结 合 法 ； 电机 结 构 中 图分 类 号 ： Ｔ ３ １ Ｍ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ： １０ — １５ ２ １） ３ ０ ０～ ３ ０ ７３ ７ （０ ０ — ０ ９ ０ １
基于有限元的U型单相永磁电动机起动分析
基于有限元的U型单相永磁电动机起动分析摘要：u型单相永磁同步电动机是一种特殊结构的单相自起动永磁同步电动机。
其永磁体转子与u型定子铁芯之间气隙设计成不均匀结构，使电动机通电后能够自行起动。
应用ansys有限元分析软件建立了电动机的二维仿真模型，分析不同气隙结构的空载磁场分布、定位转矩波形，验证了不均匀气隙结构u型单相永磁同步电动机是具有自起动能力的。
根据永磁体n、s极的磁性特点，使用ansys 软件确定电动机转子的初始位置，沿着位置方向在定子铁芯上开槽并放置永磁体对转子进行定位，并设计了一种简单的电源电路来控制电动机的旋转方向，对该电动机的研究具有一定的指导作用。
关键词：u型铁芯；单相永磁同步电动机；不均匀气隙引言随着永磁材料的出现，一种具有自起动能力的u型单相永磁同步电动机引起了人们的普遍关注[1]。
u型单相永磁同步电机是一种采用单相交流电源供电的具有特殊结构的单相永磁同步电动机，电动机采用不均匀气隙结构，不需要外加控制装置，也不需要起动电容和起动绕组就可自行起动，由于不均匀气隙结构产生的起动力矩有限，u型单相永磁同步电动机适用于起动力矩要求不高的场合，另一方面定子绕组通电后产生的磁场是脉振磁场，而脉振磁场可以分解为两个方向相反、速率相同的圆形旋转磁场，适用于旋转方向不定的场合，如：风机、泵类等[2-3]。
与同容量的传统单相异步电动机相比，u型单相永磁同步电动机具有效率高、结构简单、制造容易等优点，在小功率家用电器中有着广阔的应用前景。
针对以上情况，本文在u型单相永磁同步电动机结构特点的基础上，基于有限元磁场分析了均与气隙与不均匀气隙结构的空载磁场分布和空载磁阻转矩，验证了不均匀气隙结构能够有效产生起动力矩。
通过软件的辅助仿真确定了不同均匀气隙结构的转子初始位置角，并设计了一种能够控制电动机转向的方法，该方法是在电动机能够有效起动和运转的前提下，利用简单控制电路和转子结构定位结合来确定电动机的初始旋转方向。
永磁同步电机的有限元模型
永磁同步电机的有限元模型
永磁同步电机的有限元模型是通过将电机分割成许多小的单元，
每个单元都可以用数学模型来描述电磁和机械特性。
具体而言，有限
元模型主要包含三个方面的内容：电磁方程、磁路方程和机械方程。
其中，电磁方程用于描述电机的电磁特性，磁路方程用于描述电机的
磁场分布，机械方程用于描述电机的机械特性。
电磁方程主要包括磁场方程、电场方程和运动方程。
其中，磁场
方程描述了磁场的生成和变化，电场方程描述了电势的分布和变化，
运动方程描述了电机的运动状态和电势之间的关系。
磁路方程主要针
对电机的磁路结构，通过磁通量连续性条件和磁动势平衡条件，求解
出电机中各个磁路单元的磁通量和磁动势分布。
机械方程则包括动力
学方程和转矩方程，用于描述电机的机械性能，包括加速、减速、转
矩和扭矩等物理量。
通过对这些方程进行数值求解，可以得到各个单元的电磁、磁路
和机械状态参数，进而得出整个电机的电磁、磁路和机械性能。
这样，就可以用有限元模型来模拟和分析永磁同步电机在不同工况下的性能
表现，如转速、转矩、效率和功率因数等，为电机的设计和优化提供
基础和参考。
永磁同步电机振动噪声的分析与结构优化
摘要永磁同步电机具有结构简单、功率密度大、效率高等优势，在空间和能源有限的自主式水下航行器中得到了广泛应用。
永磁同步电机在运行过程中会产生径向电磁力和齿槽转矩，这些激励作用于电机结构，将引起电机的振动，向外辐射噪声，影响电机稳定运行和航行器的隐身性能。
本文以某自主式水下航行器配备的推进用永磁同步电机为研究对象，围绕电机振动分析和优化，分别建立了永磁同步电机的电磁场模型、结构模型以及瞬态动力学耦合模型，从解析、仿真和实验的层面，对电机进行了如下研究：首先，分析了永磁同步电机电磁激励的分布规律。
通过解析，推导出电磁力波的阶数与频率；建立了永磁同步电机的电磁有限元仿真模型，计算得到了电磁场的时空分布，经过傅里叶分解，得到了电磁力的频域特征。
给出了齿槽转矩的解析式，并进行了数值仿真，分析了齿槽转矩的分布规律。
其次，研究了永磁同步电机定子系统的模态特性。
通过机电类比法，推导出电机定子系统固有频率的解析式；建立了电机定子系统的有限元模型，对其固有频率和振型进行了仿真分析。
采用运行模态试验方法，搭建实验平台，完成了永磁同步电机的模态测试，辨识出电机定子系统的固有频率。
再次，研究了永磁同步电机的振动响应。
关联电磁场与结构场，建立耦合模型，把电磁激励加载至定子系统，得到了电机壳体上一点振动的响应特性，对其进行傅里叶分解，得到了振动的频域分布。
搭建实验平台，测取了两种工况下电机壳体表面的振动响应，验证了上述分析方法的正确性。
最后，开展了永磁同步电机的减振优化设计。
分别从降低电磁激励和调整结构模态的角度出发，选取了若干结构参数，分析了它们对于振动的影响，以此为基础对电机进行了优化。
优化后，经仿真计算，电机的振动幅值得到了降低。
关键词：永磁同步电机；电磁激励；模态；振动响应；AUVVibration Analysis and Structure Optimization ofPermanent Magnet Synchronous MotorAbstractPMSM(Permanent magnetic synchronous motor )has a simple structure with high power density and efficiency. Due to these advantages, PMSM has been applied to AUV, which has limited space and energy supply. However, its inherent characteristic would introduce radial electromagnetic force and cogging torque. The vibration caused by these stimulations becomes the origin of noise, which will do harm to the stability of the motor and AUV’s stealth performance.This dissertation studies onthe vibration and optimization of a PMSM equipped on an AUV. Focusing on vibration and optimization of the PMSM, multiphysics fields are built, including electromagnetic field, structure field andcoupled transient-structure field, from the perspective of analysis, simulation and experiment. The main content of the paper is shown as follows：Firstly, the electromagnetic stimulation which causes vibration of the PMSM is analyzed. Orders and frequencies of theelectromagnetic force are calculated using analytical method. FEAmodel is established to obtain further information about the magnetic field’s distribution spanning in time and space. FFT is performed to acquire the magnetic field’s distribution in frequency domain. The cogging torque is also analyzed and simulated.Then, the dissertation focuses on the modal analysis of the stator from the mechanism perspective. Electromechanical analogy is utilized to acquire the analysis formula for the natural frequencies of the stator system. Simulation is then conducted to obtain the accurate value of the natural frequencies and modal shapes. OMA is performed to identify modal parameters experimentally.Thirdly, vibration response is studied. The coupledmodel between the electromagnetic field and the structure field is established. The electromagnetic stimulation is loaded onto the stator system to get time-domain response of a point. The result is then transferred by FFT to frequency domain. Vibration amplitudes under different working conditionsare measured by experiment to validate the previous methodology.At last, a method intended to reduce vibration is performed. In order to reduce the stimulation amplitudes and adjust the natural frequency, effects of several structural parametersare studied. Based on the previous analysis, the simulation result shows that the motor after optimization has lower vibration level.Key words: PMSM; Electromagnetic Stimulation; Modal; Vibration Response; AUV目 录摘要 (I)Abstract (I)第一章绪论................................................................................................................. - 1 -1.1研究背景......................................................................................................... - 1 -1.2国内外研究现状............................................................................................. - 2 -1.2.1电磁激励的研究.................................................................................. - 2 -1.2.2结构模态特性的研究.......................................................................... - 3 -1.2.3电磁激励下振动响应的研究.............................................................. - 4 -1.3研究内容......................................................................................................... - 5 -第二章永磁同步电机电磁激励分析......................................................................... - 7 -2.1引言................................................................................................................. - 7 -2.2径向电磁力..................................................................................................... - 7 -2.2.1径向电磁力的解析计算...................................................................... - 7 -2.2.2磁场分布及径向电磁力的仿真分析................................................ - 10 -2.2.3变频供电下的振动激励.................................................................... - 15 -2.3齿槽转矩....................................................................................................... - 17 -2.3.1齿槽转矩的解析计算........................................................................ - 17 -2.3.2齿槽转矩的仿真计算........................................................................ - 19 -2.4本章小结....................................................................................................... - 20 -第三章永磁同步电机定子结构模态分析............................................................... - 21 -3.1引言............................................................................................................... - 21 -3.2定子系统的双环模型................................................................................... - 21 -3.2.1机电类比法........................................................................................ - 21 -3.2.2双环模型............................................................................................ - 22 -3.3结构模态的有限元仿真............................................................................... - 25 -3.3.1定子铁芯的模态分析........................................................................ - 25 -3.3.2绕组对定子铁心模态的影响............................................................ - 27 -3.3.3定子系统的模态................................................................................ - 29 -3.4永磁同步电机的模态实验........................................................................... - 31 -3.4.1自互谱法的基本原理........................................................................ - 32 -3.4.2永磁同步电机的运行模态实验........................................................ - 33 -3.5本章小结....................................................................................................... - 36 -第四章电磁激励作用下的振动响应....................................................................... - 37 -4.1振动响应的解析计算................................................................................... - 37 -4.2电磁力作用下的振动响应........................................................................... - 37 -4.3齿槽转矩作用下的振动响应....................................................................... - 39 -4.4 永磁同步电机振动响应的实验验证.......................................................... - 40 -4.4.1 两种电磁激励下的振动响应........................................................... - 40 -4.4.2 齿槽转矩作用下的振动响应........................................................... - 43 -4.5本章小结....................................................................................................... - 44 -第五章永磁同步电机减振优化设计....................................................................... - 45 -5.1引言............................................................................................................... - 45 -5.2电磁激励的优化........................................................................................... - 45 -5.2.1设计变量的确立................................................................................ - 45 -5.2.2齿顶弧偏移对于电磁激励的影响.................................................... - 46 -5.3定子模态优化............................................................................................... - 47 -5.3.1优化目标的确立................................................................................ - 47 -5.3.2设计变量的选择................................................................................ - 48 -5.3.3基于响应面法的定子模态优化........................................................ - 49 -5.4优化后的振动响应....................................................................................... - 52 -5.5本章小结....................................................................................................... - 53 -第六章总结与展望................................................................................................... - 54 -6.1总结............................................................................................................... - 54 -6.2展望............................................................................................................... - 54 -参考文献............................................................................................................... - 56 -攻读学位期间发表学术论文情况............................................................................. - 58 -致谢..................................................................................................................... - 59 -中国运载火箭技术研究院学位论文版权使用授权书............................................. - 60 -第一章绪论1.1研究背景本课题来源于某自主式水下航行器电推进装置项目。
永磁同步电机电磁振动分析与抑制
作者简介
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这是《永磁同步电机电磁振动分析与抑制》的读书笔记，暂无该书作者的介绍。
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阅读感受
同时，作者还指出了一些常用的抑制方法，例如优化结构设计、采用合适的滤波器等。这些方法 在实际应用中已被证明是有效的，对于从事相关研究的读者来说无疑是一笔宝贵的财富。
在阅读这本书的过程中，我深感作者对永磁同步电机电磁振动的见解独到，并且以实例为依托， 娓娓道来，使人易于理解。书中凝结了作者多年的研究成果和实践经验，具有很强的实用性。我 在阅读过程中也产生了许多感悟，对书中人物情节产生了共鸣，特别是对作者所强调的重视基础 理论和实际应用结合的观点深表赞同。
通过研究发现，永磁同步电机的电磁振动主要来源于电磁场与机械结构的耦合作用。电磁场的变 化会引起机械结构的振动，同时机械结构的振动也会影响电磁场的变化。我们还发现电磁振动的 频率和幅值受到多种因素的影响，如电机转速、电磁参数、机械结构等。
内容摘要
电磁振动对永磁同步电机的性能和稳定性有重要影响。过大的电磁振动会导致电机产生噪音、振 动和异常磨损等问题，严重影响电机的正常运行和使用寿命。因此，对电磁振动进行抑制是非常 必要的。我们设计的新型电磁振动抑制器，通过改变电磁参数和机械结构，有效地降低了电磁振 动对电机性能的影响，提高了电机的稳定性和可靠性。
目录分析
通过对《永磁同步电机电磁振动分析与抑制》这本书的目录分析，我们可以看到作者系统地阐述 了永磁同步电机电磁振动的产生机理、分析方法和抑制技术。重点章节展示了作者利用有限元方 法对电磁振动进行数值模拟和设计新型电磁振动抑制器的成果。难点章节则提供了对理论和实践 内容的深入讨论和理解辅助。全书旨在为相关领域的研究和实践提供有益的参考和指导，具有重 要的学术价值和应用前景。
U型永磁同步电动机结构参数的分析与研究
通增加，直轴同步电抗减小，并增加交、直轴同步
电抗相差增大，提高了永磁同步电机的过载能力，失
步转矩增大，并且功率因数和效率都有所提高，但
电机的制造成本也随之增加。
2.5 铁芯长度
E 0的大小不但与定子绕组匝数有关，而且铁芯 长度变化E 0也会随之发生变化。因此可以通过选择 适合的铁芯长度来确定合适的E 0，使电机具有较好 的运行性能。表5为在不同铁芯长度下电机性能的
34 3.49×10-3 33.67
40 4.66×10-3 27.20
Xq /Xd
1.49 1.75 2.22
效率 功率因 失步转矩 η/% 数cosφ 倍数T po
86.10 0.74 1.45 88.00 0.82 1.82 90.50 0.99 2.75
从表4中数据可以看出增加永磁体宽度气隙磁
动势波形。
Az /(W b·m-1)
0.015 0.010 0.005
0 -0.005 -0.010 -0.0150 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
d/m
图2 空载定子内圆节点磁位分布
250
空载反电动势/V
150
舜 50
-50
-150
万-2500
60 120 180 240 300 360 定转子相对位置/(。)
明定子斜槽能削弱谐波，减小齿槽影响。
2.2 气隙大小的分析
在同一电机模型其它尺寸不变情况下，改变
气隙长度，基于场路结合法计算永磁同步电机性 能 。 [4-5] 实验数据如表1所示，其中失步转矩倍数
T po进行了归一化处理。从表1中可知气隙长度越大 空载漏磁系数就越大，即漏磁越多，失步转矩增
大。因而，在保证空载漏磁系数不太大的情况下，可
永磁同步电机的结构振动与噪声特性研究
永磁同步电机的结构振动与噪声特性研究本文结合目前永磁同步电机振动噪声的研究现状,以某汽车电动系统有限公司150kW的永磁同步电机为研究对象,应用UG、HYPERWORKS、JMAG、LMS b等软件研究了该电机结构振动与噪声的特性,主要研究以下几个方面的内容:首先,本文介绍了永磁同步电机的基础知识与理论。
建立了永磁同步电机的定子系统、转子系统和机壳的几何模型和有限元模型。
其次,对电机的定子、定子总成和整机进行了自由模态分析,并通过模态的实验结果与仿真结果进行了对比,完善了模型并验证模型的准确性。
分析了浸漆刚度、螺栓结合面的建模方法和机壳材料对电机模态的影响,同时通过电机结构的改进提高了结构刚度,提高了电机整机模态频率,避免与激励力产生共振。
接着,基于永磁同步电机电磁力的理论分析,计算出了定子齿表面的径向电磁力,确定了电机振动特性分析的边界条件,计算了电机的频率响应,并通过与测试结果对比验证了仿真结果的可靠性和准确性,进一步分析了浸漆刚度对电机振动特性的影响。
同时,确定了改进电机结构即在下盖板上布置加强筋可以抑制振动。
最后,根据边界元理论建立了永磁同步电机的边界元模型,将电机表面的振动加速度数据导入到LMS b中作为电机噪声分析的边界条件,采用边界元法计算了电机辐射噪声的声功率级和声压级,分析了浸漆刚度对电机噪声特性的影响,通过给下盖板布置加强筋降低噪声,为以后的优化设计提供有力地依据。
永磁同步电动机振动和噪声抑制的研究
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｐ ＭＳ Ｍ ；ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ；ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ
Ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｃ ａ ｎ ｓ ｕ ｐ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｏ ｆ Ｐ ＭＳ Ｍ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｂ ｙ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｌ ａ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ，ａ ｎ ｄ
关键词 ：永磁同步电机 ；振动 ；噪声 ；有限元分析
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｍ ３ ５ １ ；Ｔ Ｍ ３ ４ １ 文献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ １ — ６ ８ ４ ８ （ ２ ０ １ ４） ０ ３ — ０ ０ ２ ０ — ０ ４
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｕｐ ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎｇ Ｖｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ Ｎｏ ｉ ｓ ｅ ｏ ｆ Ｐｅ ｒ ｍａ ｎｅ ｎ ｔ Ｍａ ｇ ｎｅ ｔ Ｓｙ ｎ ｃ ｈｒ ｏ ｎ ｏ ｕｓ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ
第４ ７卷 第 ３期
２ ０ １ ４年 ３月
Ｖｏ １ ． ４ ７ ． Ｎｏ ． ３
Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ４
永 磁 同步 电 动 机 振 动 和 噪 声 抑 制 的 研 究
陈治宇，黄 开胜 ，田燕飞 ，陈风凯
（ 广东工业大学 ，广州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ）
U型单相自起动永磁同步电机参数计算与起动特性分析
5 结 论
( 1) 基于二维有限元法对空载磁场和电流单独 激励下的磁场进行了计算, 得到了电机绕组电感、磁 链和定位力矩。
( 2) 利用四阶龙格库塔法求解了 U 型单相永磁 同步电机的状态方程, 得到了空载起动时的电流、转 矩和转速曲线。电机的转速是以同步速为基值以 2 倍频率脉动的。
收稿日期: 2005- 07- 06
— 22 —
上的力矩T ≠0。为了使电机在接通电源后能够直接 自行起动, 该电机气隙采用不对称的形式。由于电机 起动不需外加电源控制装置, 也不用加入额外的辅 助线圈, 如电容器或隐极线圈等, 因此又将该电机称 为单相自起动永磁同步电机( L SPM ) 。因为电机定 子绕组通电后, 所产生的脉振磁场可分解为正、负两 个相反方向的旋转磁场, 所以该电机适用于在对旋 转方向没有特殊要求的场合, 如: 泵类、风机等。
( 3) 通过对起动过程的仿真, 可见电机旋转方向 依赖于电源合闸角 #、初始相角 、负载转矩 T 2 和磁 链! 0。
参考文献
[ 1] V . O st ovic. Perf orm ance comp aris on of U - core and round rot or st at or singl e phase perman ent magnet mot or for p ump applicat ions [ J ] . Conf erence Record - IA S A nnual M eet ing, Phoenix, A Z, U SA , 1996: 1208- 1214.
T c= T cmsin2( - )
( 6)
永磁直线同步电机解析分析及有限元验证
要 尺 寸参数 对 气 隙磁 场和 性 能的影 响 ， 出 了永 久磁 极 的设 计原 则和计 算公 式 ， 析 了考虑饱 和影 提 分
响 、 及边 端效 应 时分段 式永磁 直 线 同步 电动机 的非 线性 、 对 称 、 计 不 变化 的 自感和 互 感参 数 的 解析
计算 方 法 ， 到 了定 子绕 组 自感 和 互感 系数 随动子 位 置 不 同时 的 变化 曲线 。 有 限元 数值 计 算 结 果 得 表 明 ， 出的分段 式 永磁 直线 同步 电动机 永 久磁 极 的设 计 计 算公 式 以及 电机 变 电感 参数 解析 计 算 导
公 式是 适 用的 。
关键 词 ： 永磁 直线 同步 电动机 ；气 隙磁 场 ；永 久磁 极 ； 数 ；有 限元 参
中图分 类号 ：Ｎ９ １２ Ｔ １．２ 文献标 志码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ７ ４ ９ ２ １ ） ７ ０ ０ — ６ １０ — ４ Ｘ（０ １０ — ０ ８ ０
Ａｎ ｌ ｓ ｓ ｏ ｅ ｍ ａ ｅ ｔ ｍ ａ ｎ ｔ ｌ ｅ ｒ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ａ ｙ ｅ ｆ ｐ ｒ ｎ ｎ ｇ ｅ ｉ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｎ ｍ ｏ ｏ ｎ ａ ｉ ａ ｅ ｙ ＦＥＭ ｔｒａ ｄ ｖ ｌ ｔｄ ｂ ｄ
基于有限元的U型单相永磁电动机起动分析
基于有限元的U型单相永磁电动机起动分析U型单相永磁同步电动机是一种特殊结构的单相自起动永磁同步电动机。
其永磁体转子与U型定子铁芯之间气隙设计成不均匀结构，使电动机通电后能够自行起动。
应用ANSYS有限元分析软件建立了电动机的二维仿真模型，分析不同气隙结构的空载磁场分布、定位转矩波形，验证了不均匀气隙结构U型单相永磁同步电动机是具有自起动能力的。
根据永磁体N、S极的磁性特点，使用ANSYS软件确定电动机转子的初始位置，沿着位置方向在定子铁芯上开槽并放置永磁体对转子进行定位，并设计了一种简单的电源电路来控制电动机的旋转方向，对该电动机的研究具有一定的指导作用。
标签：U型铁芯；单相永磁同步电动机；不均匀气隙引言随着永磁材料的出现，一种具有自起动能力的U型单相永磁同步电动机引起了人们的普遍关注[1]。
U型单相永磁同步电机是一种采用单相交流电源供电的具有特殊结构的单相永磁同步电动机，电动机采用不均匀气隙结构，不需要外加控制装置，也不需要起动电容和起动绕组就可自行起动，由于不均匀气隙结构产生的起动力矩有限，U型单相永磁同步电动机适用于起动力矩要求不高的场合，另一方面定子绕组通电后产生的磁场是脉振磁场，而脉振磁场可以分解为两个方向相反、速率相同的圆形旋转磁场，适用于旋转方向不定的场合，如：风机、泵类等[2-3]。
与同容量的传统单相异步电动机相比，U型单相永磁同步电动机具有效率高、结构简单、制造容易等优点，在小功率家用电器中有着广阔的应用前景。
针对以上情况，本文在U型单相永磁同步电动机结构特点的基础上，基于有限元磁场分析了均与气隙与不均匀气隙结构的空载磁场分布和空载磁阻转矩，验证了不均匀气隙结构能够有效产生起动力矩。
通过软件的辅助仿真确定了不同均匀气隙结构的转子初始位置角，并设计了一种能够控制电动机转向的方法，该方法是在电动机能够有效起动和运转的前提下，利用简单控制电路和转子结构定位结合来确定电动机的初始旋转方向。
超高速永磁同步电机振动噪声分析
超高速永磁同步电机在运行过程中可能会产生振动和噪声，这对电机的性能和稳定性都会产生影响。
进行振动噪声分析可以帮助找出问题并采取相应的措施进行改进。
以下是针对超高速永磁同步电机振动噪声的分析方法：
振动分析：
1. 频谱分析：
-使用加速度传感器等装置对电机进行振动信号采集。
-将振动信号转换为频谱图，分析频谱图可以确定振动的主要频率和幅值。
2. 模态分析：
-进行模态测试，确定电机结构的固有频率和振动模态。
-分析模态测试结果，找出可能引起振动的结构问题。
3. 有限元分析：
-利用有限元分析软件建立电机的有限元模型，进行振动模态分析。
-通过有限元分析，可以预测电机在不同工况下的振动响应。
噪声分析：
1. 声压级测试：
-使用声压级计对电机运行时产生的噪声进行测试和记录。
-分析不同频率下的声压级数据，找出噪声的主要来源。
2. 声学特性分析：
-进行声学特性测试，了解电机内部和外部的声音传播路径。
-分析声学特性，找出影响噪声传播和放大的因素。
3. 噪声源识别：
-通过分析振动和噪声的关联性，识别可能引起噪声的振动源。
-对噪声源进行定位和评估，制定相应的噪声控制策略。
通过以上的振动和噪声分析，可以全面了解超高速永磁同步电机在运行时产生的振动和噪声情况，找出问题的根源并制定相应的改进方案。
有效的振动噪声控制措施可以提高电机的运行稳定性和可靠性，减少对周围环境和人员的影响，从而提升电机的整体性能。
永磁同步电动机电磁振动噪声的研究
永磁同步电动机电磁振动噪声的研究黄克峰;王金全;郝建新;陈静静【摘要】电机的噪声大小是永磁同步电动机的重要性能之一,降低电机本身的电磁噪声是降低噪声的重要途径.通过解析法推导了负载条件下永磁电动机电磁激振力的解析表达式,并对激振力进行了分析,结果表明:永磁电动机的极对数、定子槽数和控制方式等是影响电磁振动噪声的主要因素.最后利用有限元法对2极18槽永磁电动机进行了仿真,结果验证了理论分析的正确性.【期刊名称】《防爆电机》【年(卷),期】2016(051)005【总页数】7页(P1-7)【关键词】永磁同步电动机;电磁噪声;激振力;有限元法【作者】黄克峰;王金全;郝建新;陈静静【作者单位】解放军理工大学国防工程学院国防电力与智能化教研中心,江苏南京210007;解放军理工大学国防工程学院国防电力与智能化教研中心,江苏南京210007;解放军理工大学国防工程学院国防电力与智能化教研中心,江苏南京210007;解放军理工大学国防工程学院国防电力与智能化教研中心,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TM301.4+3永磁电动机由于其性能的优越性，越来越多的在军事应用中发挥着重要的作用[1]。
显然，电机的振动和噪声将严重影响武器装备的隐蔽性能、降低战斗力，因此非常有必要采取一定的措施降低电机的振动噪声。
要降低永磁电动机的振动噪声就必须掌握哪些因素对噪声起着关键的作用。
美国肯塔基大学的Stephens等人利用Maxwell张量法推导了永磁无刷自适应电机径向和切向电磁力和转矩的解析表达式，并考虑了永磁体、电流、定转子铁心对气隙磁场和电磁力的影响[2]。
沈阳工业大学的于慎波教授对永磁同步电动机的振动和噪声特性进行了深入的研究[3]，研究了一台4极11kW自起动永磁同步电动机的电磁和机械振动噪声特性，用实验验证了径向力的频率取决于定、转子谐波相互作用以及转子偏心阶数。
Haodong Yang[4]通过建立电机的二维耦合有限元模型分别计算了内置式永磁无刷电机在直流和交流运行模式下的径向力和切向力以及振动级频谱，并用实验结果进行了验证，指出径向振动的频率为2pf1 (f1为机械频率)，而切向振动的频率是6pf1；低阶径向振动和切向振动相似，但是在无刷直流运行状态下的高阶振动要比交流运行模式时剧烈；整数槽电机的振动级比分数槽电机要小。
9.永磁同步电机的振动与噪音08解析
§9 永磁同步电机的振动与噪音
微特电机与控制研究所
目录
一、 振动与噪音机理
二、定位力矩与噪音 三、方波无刷直流电机力矩波动与噪音 四、正弦波无刷直流电机力矩波动与噪音 五、抑制措施
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
一、振动与噪音机理
人耳听觉的声波频率范围大约为20Hz~20kHz， 1、电磁噪音
• 虚位移方法求取TC
1 2 W F dG 2
例：
2P Z C
8 9
8 12
TC＝
W ＝ T cos
min
1 2 72 48
• 最低次数υmin－每周磁能状态重复次数
min
2PZ C
C— 2P 和Z的最大公约数 • 幅值－决定于磁势平方F2和磁导G的υ次幅值乘积
定位力矩Βιβλιοθήκη 180 90小电机
5
9
18.3
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
二、定位力矩
啸叫
小电机噪音与电流波形
噪音频率为电流频率的18倍 机械转速的90次
理想次数
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
二、定位力矩
啸叫
大电机噪音与电流波形 噪音频率为电流频率的18倍 机械转速的180次
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
二、定位力矩
• 定位力矩－电机不通电时永磁转子受到的磁力矩
• 引起的原因－齿槽和磁滞的存在
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
二、定位力矩
理想磁路下的齿槽力 矩TC
极数2P＝2， 齿数Z＝3， 每周稳定位置数 υ ＝6
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动 响应 的数值 仿真 ， 求取 定子 电磁 力作 用 下的振 动位移 、 速度 及加 速度 ． 最后 使 用 Ｌ ＭＳ Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ １ ．Ｌ ａ ｂ
Ｈｏ ｗｅ ｖ ｅ ｒ ｂ ｉ ｇ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｈ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｕ— — ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｎ ｅ ｎ ｔ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ
Ｓｉ ｎ ｇ ｌ ｅ Ｐｈ ａ ｓ ｅ Ｐｅ ｒ ｍａ ｎ ｅ ｎ ｔ Ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ Ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ
ＦＵ Ｍｉ ｎ， ＣＨＥＮ ｙ ｎ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｈ ａ ｒ ｂ ｉ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｈａ ｒｂ ｉ ｎ １ ５ ０ ０ ８ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
中图分 类号 ： Ｔ Ｍ ３ ４ １
文献标 志码 ：Ａ
文章编 号 ： １ ０ ０ ７ — ２ ６ ８ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ — ０ ０ ８ ６ —０ ５
Ｔｈ ｅ Ｖｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｎｏｉ ｓ ｅ Ｆｉ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｅｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ａｎ ａｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｕ Ｔｙ ｐ ｅ
第２ ０卷
第 ３期
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报
Ｊ ＯＵ ＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢ Ｉ Ｎ ＵＮ Ｉ ＶＥＲ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ ＯＦ Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ ＮＣ Ｅ ＡＮＤ Ｔ ＥＣ ＨＮ ＯＬ ＯＧ Ｙ
Ｖｏ Ｉ ． ２ ０ Ｎｏ ． ３
２ ０ １ ５年 ６月
Ｊ ｕ ｎ ．２ ０ １ ５
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｐｅ ｒ ｍａ ｎ ｅ ｎ ｔ ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕｓ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｙ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ ｈ ｏ ｕ ｓ ｅ ｈ ｏ ｌ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ，
Ｕ 型 单 相 永 磁 同 步 电 机 振 动 及 噪 声 的 有 限 元 分 析
付 敏 ， 陈 洋
（ 哈 尔 滨理 工 大 学 电气 与 电 子 工 程 学 院 ， 黑龙江 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ８ ０ ）
摘 要 ： 单相 永磁 同步 电机 日益广 泛 的应 用于常 用 家电 中 ， 然而 强烈 的振动 和噪 声 阻碍 了单相 永磁 同步 电机 的推 广和使 用． 基 于二 维 非 线性 时 步有 限元 法 ， 首 先对 ｕ 型 单相 永 磁 同步 电机 进 行
提取 声 学边界 条件 并 获取 声 压在 空 间的分布 和 声压 频响 特 性． 为进 一 步优 化 改进 该 类 电机 结 构 以
减 小 电机 振 动 、 噪 声和提 高电机 工作性 能奠 定 了基 础 ．
关键词 ： 电磁力； 振动 ； 噪声； Ｕ型永磁 同步电机
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ５ ９ ３ ８ ／ ｊ ． ｊ ｈ ｕ ｓ ｔ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ １ ７
ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ．Ｆｉ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐａ ｐ ｅ ｒ ｂ ｕ ｉ ｌ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐｕ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｏ ｆ Ｕ ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｐ ｈａ ｓ ｅ ｐ ｅ ｒ ｍａ － ｎ ｅ ｎ ｔ ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ２Ｄ ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｔ ｉ ｍｅ ｓ ｔ ｅ ｐｐ ｉ ｎｇ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｔ ｏ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ — ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ．Ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｌ ｙ，ｗｅ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｔ ｙ ３ Ｄ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ， ａ ｎｄ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ，ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｎ ｕ ｍｅ ｉｃ ｒ ａ ｌ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｐｏ ｎｓ ｅ ． Ｆｉ ｎａ ｌ ｌ ｙ， ｗｅ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｕｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ｓ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｕ ｎ ｄ ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕｅ ｎ ｃ ｙ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｃ ｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ａ ｃ ｏ ｕ ｓ ｔ ｉ ｃ ｂ ｏ ｕ ｎ ｄａ ｒ ｙ ｃ ｏ ｎｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｂ ｙ ＬＭＳ