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评定开关磁阻电机（SRM）振动特性的两种激励方法研究

作　者: 马噢
导　师: 李建秋
学　校: 清华大学
专　业: 动力工程及工程热物理
关键词: 开关磁阻电机（SRM）冲击锤测试微震荡光谱测试模态分析
分类号: TM352
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 20次
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内容摘要

被被开关磁阻电机（SRM）非常有希望成为未来电动车的驱动单元。然而，它的工作噪声仍是一个尚未解决的难题。实际上，正是某些速度下产生的转矩波动以及开关磁阻电机定子的模态出现畸形导致了噪声的出现。本文的目标是保证检测的可靠性进而获得一个正确的定子结构动力学模型。被被从这个观点来看,作者进行了大量的文献调研，结合调研文献，对开关磁阻电机的结构、运行方法以及其结构动力学和声学理论进行了分列和说明。因此，对SRM噪音中出现的连锁反应进行了形象的说明，该问题始于转矩波动、结束于声波传播。与此同时，通过模态分析确定了相关参数，结合之前的研究成果一并作出说明。然后，实验研究通过两种不同的方法对一个特定开关磁阻电机进行了结构测试。这两种方法分别是冲击锤测试和微震荡测试。通过在定子上安装足够的加速度传感器，本文准确的测量了电机的模态形状。在这两种测试中，分别对测量的一致性，功率谱密度和传输路径互惠进行了评估。确定了可靠的工作频率范围后，对所收集的数据进行了模态分析。如果实际应用，可以使用AOTOMAC标准并对比原来的原料合成的频率响应函数，进而验证系统的模态参数。最后，本文将开关磁阻电机在其特征模式下的模态响应特性绘制成了一幅清晰的MAP图。当然，光谱检测试验的测量范围是0.5kHz到2.3kHz。本文结合相关文献，尤其是DOS SANTOS et al.(2012)，对结果进行了讨论，对不同测试方法进行了讨论，并对该技术在其他领域的应用做出了预测。最终的结果可以为设计者提供了新的见解，进而帮助其更好的开发下一代开关磁阻电机。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-15
CHAPTER 1 INTRODUCTION  15-20
CHAPTER 2 THEORY OF NOISE GENERATION IN SRM  20-57
  2.1 Switched Reluctance Motor (SRM)  20-34
    2.1.1 General Features  20-22
    2.1.2 Energy conversion  22-31
    2.1.3 Continuous torque production  31-32
    2.1.4 Punch Powertrain 8/6 SRM  32-34
  2.2 Noise, Vibration and Harshness (NVH)  34-57
    2.2.1 Modal Analysis  35-53
    2.2.2 Fundamentals of Acoustic theory  53-57
CHAPTER 3 STRUCTURAL TESTING OF 8/6 SRM STATOR  57-75
  3.1 Measurement Equipment  57-63
    3.1.1 Switched Reluctance Motor  57-59
    3.1.2 Exciters  59-62
    3.1.3 Accelerometers  62-63
    3.1.4 Data Acquisition System  63
    3.1.5 Testing Software  63
  3.2 Working Assumptions  63-68
    3.2.1 Free-Free Condition  63-65
    3.2.2 Excitation Frequency Range  65-66
    3.2.3 Three Directional Measurement  66
    3.2.4 Number of Accelerometers  66-68
    3.2.5 Empty Cooling Jacket  68
  3.3 Impulse Hammer Test  68-73
    3.3.1 Preliminary Measurement  68-71
    3.3.2 Measurement Set-up  71-73
  3.4 Miniature-Shaker Spectral Test  73-75
CHAPTER 4 HANDLING PROCESS OF EXPERIMENTAL DATA  75-85
  4.1 Power Excitation Distribution Criterion  75-76
  4.2 Measurement Coherence Criterion  76-77
  4.3 Transfer Paths Reciprocity Criterion  77-78
  4.4 Working Frequency Ranges  78-82
    4.4.1 Impulse Hammer Test  79-81
    4.4.2 Miniature-Shaker Spectral Test  81-82
  4.5 Modal Analysis  82-83
    4.5.1 PolyMAX function  82
    4.5.2 Stabilization Chart  82-83
    4.5.3 Modal Parameters Determination  83
  4.6 Results Validation Criteria  83-85
    4.6.1 AutoMAC Diagram  83-84
    4.6.2 Modal Synthesis Error Ratio  84-85
CHAPTER 5 RESULTS AND INTERPRETATION  85-92
  5.1 Experimental Modal Model  85-88
  5.2 Discussion of DOS SANTOS et al. (2012) [11] Simulation Results  88-90
  5.3 Two Excitation Methods Comparison  90-92
CHAPTER 6 CONCLUSION  92-93
REFERENCES  93-96
Acknowledgment  96-98
Appendix A : Field Publication  98-99
Curriculum Vitae  99

评定开关磁阻电机（SRM）振动特性的两种激励方法研究

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