TRIZ大作业

报告名称《TRIZ理论与应用》大作业

项目名称基于TRIZ理论的吸尘器优化改进研究公司

项目组名称

项目的工作周期2014.10.8 – 2015.1.8

目录

1 项目描述 (2)

1.1 问题初始情境描述 (2)

1.2 主要缺点 (2)

1.3 主要缺点在什么情况下出现 (2)

1.4 此缺点如何在类似的工程系统或工艺流程中被解决 (2)

2 问题分析与分解 (1)

2.1 问题 (1)

基于TRIZ理论电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究 (1)

2.2 系统分析 (1)

2.3 系统分析模块产生的转化问题列表 (1)

2.4 问题分解图 (1)

2.4.1 问题1：基于TRIZ理论电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究 (1)

2.4.2 问题2：基于TRIZ理论电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究 (2)

2.4.3 问题3：基于TRIZ理论电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究 (2)

3 问题解决 (3)

3.1 解决问题向导 (3)

3.2 方案库查询解决方案 (3)

3.2.1 How to prevent 产生较大电磁噪声 of 定子绕组? (3)

(1) 标准解决方案 (3)

(2) 最终解决方案 (4)

3.3 运用矛盾矩阵、发明原理的解决方案设计 (5)

3.4 基于物-场分析法的方案设计............................ 错误!未定义书签。

3.4.1 机壳研究....................................... 错误!未定义书签。

3.5 基于技术系统进化法则的方案设计 (10)

3.5.1 感应电机机壳的进化路线描述..................... 错误!未定义书签。

4 结论 (10)

1项目描述

1.1 问题初始情境描述

1）定子铁心齿对感应电机定子结构固有模态影响；

2）定子绕组对感应电机定子结构固有模态影响；

3）机壳对感应电机定子结构固有模态影响；

4）端盖对感应电机定子结构固有模态影响；

5）转子结构对感应电机结构固有模态影响。

1.2 主要缺点

1）定子铁心：很可能辐射较大的电磁噪声；

2）定子绕组：定子铁心各阶径向固有模态的固有频率增大时，随着振型的增加，影响

程度也增大；

3）机壳：使电磁共振的转速工作点增多，增大了电机设计时避免电磁共振的难度；

4）转子：转子结构使电机结构的固有频率下降，对低阶固有频率的下降程度较高。

1.3 主要缺点在什么情况下出现

1）定子铁心：与电机相应次数电磁力波发生电磁共振时；

2）定子绕组：绕组与定子铁心完全不接触时；绕组与定子铁心紧密接触时；

3）机壳：机壳产生的局部模态现象；

4）转子：转子本身结构问题。

1.4 此缺点如何在类似的工程系统或工艺流程中被解决

(1) 电磁力波幅值随负载的增大而增大；产生幅值较大电磁力波的主要为定、转

子齿谐波，尤其是一阶齿谐波；电磁力波幅值随转速的变化规律决定于定子电流和转差随转速的变化规律，并受饱和的影响；电磁力波的最高频率越低，在电机

调速范围内产生电磁共振的可能性越大，消除产生最高频率较低电磁力波的定转子谐波次数有利于避免电磁共振，降低电磁噪声。

(2) 适当加厚机壳和端盖可以提高电机结构的固有频率，有利于避免电磁共振的发生；刚度较好且与定子铁心紧密配合的定子绕组可以提高电机结构的固有频率，转子结构降低了电机结构的固有频率，对于电动汽车驱动用感应电机而言，不能忽略转子结构对固有频率的影响。

(3) 在满足最大转矩和效率特行的前提下，应尽量选择转子多槽的远槽配合以避免电磁共振的发生；减小开槽宽度、采用矮胖的转子槽形、减小转差可以减小电磁力波的幅值，在满足比功率指标的前提下，适当加厚机壳和端盖可以提高电机结构的固有频率，避免电磁共振的发生。

2问题分析与分解

2.1 问题

基于TRIZ理论电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究

2.2 系统分析

图2-1系统分析图

2.3 系统分析模块产生的转化问题列表

1）How to prevent 产生较大电磁噪声 of 定子绕组?

2）How to prevent 对低阶固有频率的下降程度较高 of 旋转轴?

3）How to prevent 电磁共振转速工作点增多 of 定子绕组?

2.4 问题分解图

2.4.1 问题1：基于TRIZ理论电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究

a.问题分解图

图2-2问题1分析图

b.问题分解树

原因: There is harmful 高介振型. How to eliminate 高介振型?

原因: How to prevent 高介振型引起电磁噪声，与电机相应次数电磁力波发生电磁共振?

2.4.2 问题2：基于TRIZ理论电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究

a.问题分解图

图2-3问题2分析图

b.问题分解树

原因: How to prevent 转子结构使电机结构的固有频率下降?

矛盾:稳定性 - 功率

TRIZ创新原理: 多孔材料原理

2.4.3 问题3：基于TRIZ理论电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究

a.问题分解图

图2-4问题3分析图

b.问题分解树

原因: There is presence of 多个电磁共振转速工作点. How to remove 多个电磁共振转速工作点?