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笼型感应电动机转子非对称运行时的磁场与振动噪声研究

作　者: 王零超
导　师: 谢颖
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 电机与电器
关键词: 笼型感应电机转子断条磁场电磁力振动噪声
分类号: TM346
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

笼型感应电动机在工业生产中一直被广泛使用，而转子断条故障是一种常见的电机故障类型。电机在故障状态下长时间运行不仅会损坏电机、造成企业效益损失，还会给周围环境带来噪声危害。因此，研究笼型感应电动机故障时的磁场与振动噪声变化对于电机定期维护、监测、故障诊断和保证生产的安全进行具有重要的实际意义。首先，本文以Y802-2笼型感应电动机为例，建立了转子导条不同断裂程度下的有限元模型并进行了磁场分析，得到了不同情况下的磁场分布结果、气隙磁密波形以及气隙磁密中各次谐波含量的变化规律，并且对故障前后定转子铁心磁密的变化规律进行了定量研究。其次，在分析了电机转子导条不同断裂程度下的磁场分布的基础上，计算了电机转子铁心截面上的电磁力，研究了电磁力的分布特点，并且分析总结了电磁力分布随转子导条故障程度变化的规律。最后，采用有限元法计算了样机定子的各阶模态及固有频率，并把电机定子的固有频率与气隙磁密各次谐波相互作用产生的径向电磁力的力波频率进行比对，确定电机是否发生共振；使用APDL语言将径向电磁力加载到电机定子铁心齿的内表面上，通过谐响应分析得到了电机有限元模型外表面的所有节点位移，再利用SYSNOISE声学软件将所有节点位移转化为速度并进行了声场仿真，得到了不同故障程度下声压的分布图及辐射声功率曲线的变化规律。本文采用有限元法对笼型感应电动机的磁场和振动噪声进行了分析，研究了磁场、声场各个场量在不同断条故障下的变化规律，为笼型感应电动机的转子断条故障研究提供了一定的理论依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题研究背景与意义  10
  1.2 转子断条故障磁场研究现状  10-12
  1.3 电磁噪声研究现状  12-13
  1.4 课题来源及主要研究内容  13-15
第2章笼型感应电动机磁场仿真与分析  15-25
  2.1 转子非对称运行时的磁场分析基础  15-17
    2.1.1 电机求解域模型及实验样机参数  15-16
    2.1.2 电磁场基本方程  16-17
    2.1.3 定义转子故障类型  17
  2.2 笼型感应电动机磁场仿真研究  17-23
    2.2.1 笼型感应电动机磁场分布研究  17-19
    2.2.2 笼型感应电动机气隙磁密研究  19
    2.2.3 定量研究定转子铁心磁密变化  19-23
  2.3 实验分析与仿真结果对比  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第3章笼型感应电动机的局部电磁力研究  25-31
  3.1 转子铁心截面受力分析  25-26
  3.2 交界面上的磁场力计算方法  26-27
  3.3 转子导条所受电磁力的计算方法  27
  3.4 转子铁心截面上电磁力的分布  27-30
    3.4.1 转子铁心截面前后两侧所受磁场力  27-28
    3.4.2 转子导条受到的电磁力对转子铁心的作用  28-30
  3.5 本章小结  30-31
第4章笼型感应电动机的振动噪声研究  31-41
  4.1 笼型感应电动机结构固有模态分析  32-36
    4.1.1 机电类比法研究电机结构固有模态  32-34
    4.1.2 有限元法研究电机定子铁心固有模态  34-36
  4.2 引起电磁噪声的力波分析  36-38
  4.3 笼型感应电动机声场仿真分析  38-40
    4.3.1 声场有限元计算理论  38-39
    4.3.2 声场仿真分析  39-40
  4.4 本章小结  40-41
结论  41-42
参考文献  42-45
攻读硕士学位期间所发表的学术论文  45-46
致谢  46

笼型感应电动机转子非对称运行时的磁场与振动噪声研究

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