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汽车转向泵用永磁电动机振动特性分析

作　者: 秦云
导　师: 刘建平
学　校: 天津大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 永磁电动机转矩脉动模态特性固有频率分裂振型耦合
分类号: TM351
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 36次
引　用: 1次
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内容摘要

永磁电动机作为一种以磁场为媒介的机电能量转换装置,因其节能、环保、结构简单等优点,成为我国能源和环境政策提倡发展的新型电动机。永磁电动机本质上是一种含脉动激励的对称机构,将不可避免地产生振动和噪声,影响了电动机的性能。在国家自然科学基金项目(50705062)的资助下,本文以汽车转向泵用永磁无刷直流电动机为例,开展了电磁特性及电动机本体模态特性方面的研究。论文的主要内容如下:电磁有限元分析:利用有限元方法建立了该电动机的电磁学模型,进行了气隙磁密及电磁转矩的谐波分析,并探讨了定子偏心对电磁力、电磁转矩的影响。该研究为进一步降低电动机的不平衡磁拉力、改善其电磁性能和后续的振动分析奠定了理论基础。结构有限元分析:采用有限元方法建立了该电动机的机械结构模型,并对其进行了模态特性分析,揭示了系统的模态特性,给出了固有频率及振型的空间分布特征,并对电动机的定子和转子进行了共振校核。模态摄动分析:根据永磁电动机转子的循环对称构型特征,采用直接摄动法分析了该电机转子的模态特性,研究了周期数对转子模态特性的影响,揭示了电机转子这种环状周期结构的固有频率分裂规则和振型调制规律。上述研究结果为汽车转向泵用永磁直流无刷电动机的动态设计奠定了理论基础,同时还为其它类型永磁电机的振动特性分析提供了具有一定普适性的分析方法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-14
  1.1 研究背景及意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-12
    1.2.1 电磁振动和噪声  10-11
    1.2.2 结构模态分析  11-12
    1.2.3 模态摄动分析  12
  1.3 本文主要研究内容  12-14
第二章永磁电动机的磁场分布与电磁力  14-29
  2.1 引言  14
  2.2 有限元软件Ansoft 简介  14-15
  2.3 永磁电动机静特性分析  15-22
    2.3.1 静态电磁场分析  16-19
    2.3.2 随位置变化的气隙径向磁密对比  19-20
    2.3.3 偏心定子电动机电磁力计算  20-22
  2.4 永磁电动机动特性分析  22-27
    2.4.1 动态电磁场计算  23-24
    2.4.2 随时间变化的转矩转速及频谱分析  24-26
    2.4.3 偏心定子电动机电磁转矩和转速计算  26-27
  2.5 小结  27-29
第三章永磁电动机模态分析  29-38
  3.1 引言  29
  3.2 永磁电动机定子模态分析  29-34
    3.2.1 定子建模  30-31
    3.2.2 定子网格划分  31
    3.2.3 定子约束条件处理  31-32
    3.2.4 定子模态结果分析  32-34
  3.3 永磁电动机转子模态计算  34-37
  3.4 小结  37-38
第四章永磁电动机转子固有频率模态摄动分析  38-54
  4.1 引言  38
  4.2 转子解析模型  38-41
  4.3 固有频率摄动分析  41-49
  4.4 转子固有频率的奇偶性  49-50
  4.5 振型摄动分析  50-53
  4.6 小结  53-54
第五章结论与展望  54-56
  5.1 全文结论  54-55
  5.2 工作展望  55-56
参考文献  56-59
发表论文和科研情况说明  59-60
致谢  60

汽车转向泵用永磁电动机振动特性分析

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