कायम चुंबक मोटरचे कंपन आणि आवाज

स्टेटर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फोर्सच्या प्रभावावर अभ्यास

मोटरमधील स्टेटरचा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आवाज प्रामुख्याने दोन घटकांमुळे प्रभावित होतो, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक उत्तेजित शक्ती आणि संबंधित उत्तेजन शक्तीमुळे होणारी संरचनात्मक प्रतिक्रिया आणि ध्वनिक विकिरण.संशोधनाचा आढावा.

 

युनिव्हर्सिटी ऑफ शेफिल्ड, यूके, इत्यादी मधील प्रोफेसर ZQZhu यांनी स्थायी चुंबक मोटर स्टेटरचे विद्युत चुंबकीय बल आणि आवाज, स्थायी चुंबक ब्रशलेस मोटरच्या विद्युत चुंबकीय बलाचा सैद्धांतिक अभ्यास आणि स्थायी चुंबकाच्या कंपनाचा अभ्यास करण्यासाठी विश्लेषणात्मक पद्धत वापरली. 10 पोल आणि 9 स्लॉटसह मॅग्नेट ब्रशलेस डीसी मोटर.आवाजाचा अभ्यास केला जातो, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फोर्स आणि स्टेटर टूथ रुंदी यांच्यातील संबंधांचा सैद्धांतिकदृष्ट्या अभ्यास केला जातो आणि टॉर्क रिपल आणि कंपन आणि आवाजाच्या ऑप्टिमायझेशन परिणामांमधील संबंधांचे विश्लेषण केले जाते.
शेनयांग युनिव्हर्सिटी ऑफ टेक्नॉलॉजी मधील प्रोफेसर तांग रेन्युआन आणि सॉन्ग झिहुआन यांनी स्थायी चुंबक मोटरमधील विद्युत चुंबकीय शक्ती आणि त्याच्या हार्मोनिक्सचा अभ्यास करण्यासाठी एक संपूर्ण विश्लेषणात्मक पद्धत प्रदान केली, ज्याने स्थायी चुंबक मोटरच्या ध्वनी सिद्धांतावर पुढील संशोधनासाठी सैद्धांतिक समर्थन प्रदान केले.सायन वेव्ह आणि फ्रिक्वेंसी कन्व्हर्टरद्वारे समर्थित स्थायी चुंबक सिंक्रोनस मोटरच्या आसपास इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कंपन ध्वनी स्त्रोताचे विश्लेषण केले जाते, हवेतील अंतर चुंबकीय क्षेत्राची वैशिष्ट्यपूर्ण वारंवारता, सामान्य विद्युत चुंबकीय बल आणि कंपन आवाज यांचा अभ्यास केला जातो आणि टॉर्कचे कारण काय आहे. तरंगचे विश्लेषण केले जाते.एलिमेंटचा वापर करून टॉर्क पल्सेशन सिम्युलेटेड आणि प्रायोगिकरित्या सत्यापित केले गेले आणि वेगवेगळ्या स्लॉट-पोल फिट परिस्थितीत टॉर्क पल्सेशन, तसेच टॉर्क पल्सेशनवरील हवेच्या अंतराची लांबी, ध्रुव चाप गुणांक, चेम्फर्ड कोन आणि स्लॉट रुंदीचे परिणाम विश्लेषित केले गेले. .
इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडियल फोर्स आणि टेंगेंशियल फोर्स मॉडेल आणि संबंधित मॉडेल सिम्युलेशन केले जाते, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फोर्स आणि कंपन आवाज प्रतिसादाचे वारंवारता डोमेनमध्ये विश्लेषण केले जाते आणि ध्वनिक रेडिएशन मॉडेलचे विश्लेषण केले जाते आणि संबंधित सिम्युलेशन आणि प्रायोगिक संशोधन केले जाते.हे निदर्शनास आणले आहे की स्थायी चुंबक मोटर स्टेटरचे मुख्य मोड आकृतीमध्ये दर्शविले आहेत.

प्रतिमा

कायम चुंबक मोटरचा मुख्य मोड

 

मोटर बॉडी स्ट्रक्चर ऑप्टिमायझेशन तंत्रज्ञान
मोटारमधील मुख्य चुंबकीय प्रवाह हवेच्या अंतरामध्ये मोठ्या प्रमाणात त्रिज्यात्मकरित्या प्रवेश करतो आणि स्टेटर आणि रोटरवर रेडियल फोर्स निर्माण करतो, ज्यामुळे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कंपन आणि आवाज होतो.त्याच वेळी, ते स्पर्शिक क्षण आणि अक्षीय शक्ती निर्माण करते, ज्यामुळे स्पर्शिका कंपन आणि अक्षीय कंपन होते.अनेक प्रसंगी, जसे की असममित मोटर्स किंवा सिंगल-फेज मोटर्समध्ये, व्युत्पन्न केलेले स्पर्शिक कंपन खूप मोठे असते आणि त्यामुळे मोटारशी जोडलेल्या घटकांचे अनुनाद निर्माण करणे सोपे असते, परिणामी विकिरणयुक्त आवाज होतो.इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आवाजाची गणना करण्यासाठी आणि या आवाजांचे विश्लेषण आणि नियंत्रण करण्यासाठी, कंपन आणि आवाज निर्माण करणारी शक्ती लहर कोणती आहे हे जाणून घेणे आवश्यक आहे.या कारणास्तव, वायु-अंतर चुंबकीय क्षेत्राच्या विश्लेषणाद्वारे विद्युत चुंबकीय शक्ती लहरींचे विश्लेषण केले जाते.
स्टेटरद्वारे निर्माण होणारी चुंबकीय प्रवाह घनता तरंग, आणि चुंबकीय प्रवाह घनता तरंग आहे असे गृहीत धरूनप्रतिमारोटर द्वारे उत्पादित आहेप्रतिमा, नंतर हवेच्या अंतरातील त्यांच्या संमिश्र चुंबकीय प्रवाह घनतेच्या लहरी खालीलप्रमाणे व्यक्त केल्या जाऊ शकतात:

 

स्टेटर आणि रोटर स्लॉटिंग, वाइंडिंग डिस्ट्रिब्युशन, इनपुट करंट वेव्हफॉर्म विरूपण, एअर-गॅप परमीन्स चढउतार, रोटर विक्षिप्तता आणि समान असंतुलन यासारख्या घटकांमुळे यांत्रिक विकृती आणि नंतर कंपन होऊ शकते.स्पेस हार्मोनिक्स, टाइम हार्मोनिक्स, स्लॉट हार्मोनिक्स, विलक्षण हार्मोनिक्स आणि मॅग्नेटोमोटिव्ह फोर्सचे चुंबकीय संपृक्तता हे सर्व बल आणि टॉर्कचे उच्च हार्मोनिक्स तयार करतात.विशेषत: एसी मोटरमधील रेडियल फोर्स वेव्ह, ते एकाच वेळी मोटरच्या स्टेटर आणि रोटरवर कार्य करेल आणि चुंबकीय सर्किट विकृती निर्माण करेल.
स्टेटर-फ्रेम आणि रोटर-केसिंग स्ट्रक्चर हे मोटरच्या आवाजाचे मुख्य रेडिएशन स्त्रोत आहे.जर रेडियल फोर्स स्टेटर-बेस सिस्टमच्या नैसर्गिक वारंवारतेच्या जवळ किंवा समान असेल तर, अनुनाद होईल, ज्यामुळे मोटर स्टेटर सिस्टमचे विकृतीकरण होईल आणि कंपन आणि ध्वनिक आवाज निर्माण होईल.
बहुतांश घटनांमध्ये,प्रतिमाकमी-फ्रिक्वेंसी 2f, उच्च-ऑर्डर रेडियल फोर्समुळे होणारा चुंबकीय आवाज नगण्य आहे (f ही मोटरची मूलभूत वारंवारता आहे, p ही मोटर पोल जोड्यांची संख्या आहे).तथापि, मॅग्नेटोस्ट्रिक्शनद्वारे प्रेरित रेडियल बल वायु-अंतर चुंबकीय क्षेत्राद्वारे प्रेरित रेडियल बलाच्या सुमारे 50% पर्यंत पोहोचू शकते.
इन्व्हर्टरने चालविलेल्या मोटरसाठी, त्याच्या स्टेटर विंडिंग्सच्या विद्युत् प्रवाहामध्ये उच्च-ऑर्डर टाइम हार्मोनिक्सच्या अस्तित्वामुळे, टाइम हार्मोनिक्स अतिरिक्त पल्सेटिंग टॉर्क व्युत्पन्न करेल, जो सामान्यतः स्पेस हार्मोनिक्सद्वारे व्युत्पन्न केलेल्या पल्सेटिंग टॉर्कपेक्षा मोठा असतो.मोठायाव्यतिरिक्त, रेक्टिफायर युनिटद्वारे व्युत्पन्न होणारे व्होल्टेज रिपल देखील इंटरमीडिएट सर्किटद्वारे इन्व्हर्टरमध्ये प्रसारित केले जाते, परिणामी आणखी एक प्रकारचा स्पंदन टॉर्क होतो.
जोपर्यंत कायम चुंबक समकालिक मोटरच्या विद्युत चुंबकीय आवाजाचा संबंध आहे, मॅक्सवेल बल आणि चुंबकीय बल हे मोटर कंपन आणि आवाज निर्माण करणारे मुख्य घटक आहेत.

 

मोटर स्टेटर कंपन वैशिष्ट्ये
मोटरचा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आवाज केवळ एअर गॅप मॅग्नेटिक फील्डद्वारे निर्माण होणाऱ्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फोर्स वेव्हच्या वारंवारता, क्रम आणि मोठेपणाशी संबंधित नाही तर मोटर संरचनेच्या नैसर्गिक मोडशी देखील संबंधित आहे.इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आवाज प्रामुख्याने मोटर स्टेटर आणि केसिंगच्या कंपनाने निर्माण होतो.त्यामुळे, सैद्धांतिक सूत्रे किंवा सिम्युलेशनद्वारे स्टेटरच्या नैसर्गिक वारंवारतेचा अंदाज अगोदरच सांगणे आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फोर्स फ्रिक्वेंसी आणि स्टेटरच्या नैसर्गिक फ्रिक्वेंसीमध्ये धक्का बसवणे, हे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आवाज कमी करण्यासाठी एक प्रभावी माध्यम आहे.
जेव्हा मोटरच्या रेडियल फोर्स वेव्हची वारंवारता स्टेटरच्या विशिष्ट क्रमाच्या नैसर्गिक वारंवारतेच्या समान किंवा जवळ असते, तेव्हा अनुनाद होईल.यावेळी, जरी रेडियल फोर्स वेव्हचे मोठेपणा मोठे नसले तरी, यामुळे स्टेटरचे मोठे कंपन होईल, ज्यामुळे मोठा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक आवाज निर्माण होईल.मोटारच्या आवाजासाठी, सर्वात महत्वाची गोष्ट म्हणजे रेडियल कंपन असलेल्या नैसर्गिक मोड्सचा अभ्यास करणे मुख्य आहे, अक्षीय क्रम शून्य आहे आणि आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे अवकाशीय मोड आकार सहाव्या क्रमाच्या खाली आहे.

प्रतिमा

स्टेटर कंपन फॉर्म

 

मोटरच्या कंपन वैशिष्ट्यांचे विश्लेषण करताना, मोटर स्टेटरच्या मोड आकार आणि वारंवारतेवर ओलसर होण्याच्या मर्यादित प्रभावामुळे, त्याकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते.स्ट्रक्चरल डॅम्पिंग म्हणजे रेझोनंट फ्रिक्वेंसी जवळ कंपन पातळी कमी करणे म्हणजे उच्च उर्जा अपव्यय यंत्रणा लागू करून, दर्शविल्याप्रमाणे, आणि फक्त रेझोनंट फ्रिक्वेंसीवर किंवा त्याच्या जवळ मानले जाते.

प्रतिमा

ओलसर प्रभाव

स्टेटरमध्ये विंडिंग जोडल्यानंतर, लोखंडी कोअर स्लॉटमधील विंडिंग्सच्या पृष्ठभागावर वार्निशचा उपचार केला जातो, इन्सुलेट पेपर, वार्निश आणि तांबे वायर एकमेकांना जोडलेले असतात आणि स्लॉटमधील इन्सुलेट पेपर देखील दातांना जवळून जोडलेले असतात. लोह कोर च्या.म्हणून, इन-स्लॉट विंडिंगमध्ये लोह कोरमध्ये विशिष्ट कडकपणाचे योगदान असते आणि त्याला अतिरिक्त वस्तुमान मानले जाऊ शकत नाही.जेव्हा विश्लेषणासाठी मर्यादित घटक पद्धत वापरली जाते, तेव्हा कॉगिंगमधील विंडिंग्सच्या सामग्रीनुसार विविध यांत्रिक गुणधर्म दर्शविणारे पॅरामीटर्स प्राप्त करणे आवश्यक आहे.प्रक्रियेच्या अंमलबजावणीदरम्यान, डिपिंग पेंटची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्याचा प्रयत्न करा, कॉइल विंडिंगचा ताण वाढवा, विंडिंग आणि लोखंडी कोरची घट्टपणा सुधारा, मोटर संरचनेची कडकपणा वाढवा, टाळण्यासाठी नैसर्गिक वारंवारता वाढवा. अनुनाद, कंपन मोठेपणा कमी करा आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लाटा कमी करा.आवाज
केसिंगमध्ये दाबल्यानंतर स्टेटरची नैसर्गिक वारंवारता सिंगल स्टेटर कोरपेक्षा वेगळी असते.केसिंग स्टेटर स्ट्रक्चरची घन वारंवारता, विशेषत: कमी-ऑर्डर सॉलिड फ्रिक्वेंसीमध्ये लक्षणीय सुधारणा करू शकते.रोटेशनल स्पीड ऑपरेटिंग पॉइंट्सच्या वाढीमुळे मोटर डिझाइनमध्ये रेझोनान्स टाळण्याची अडचण वाढते.मोटर डिझाइन करताना, शेल स्ट्रक्चरची जटिलता कमी केली पाहिजे आणि रेझोनन्सची घटना टाळण्यासाठी शेलची जाडी योग्यरित्या वाढवून मोटर संरचनेची नैसर्गिक वारंवारता वाढवता येते.याव्यतिरिक्त, मर्यादित घटक अंदाज वापरताना स्टेटर कोर आणि केसिंगमधील संपर्क संबंध वाजवीपणे सेट करणे फार महत्वाचे आहे.

 

मोटर्सचे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक विश्लेषण
मोटरच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक डिझाइनचा एक महत्त्वाचा सूचक म्हणून, चुंबकीय घनता सामान्यतः मोटरची कार्यरत स्थिती दर्शवू शकते.म्हणून, आम्ही प्रथम चुंबकीय घनता मूल्य काढतो आणि तपासतो, प्रथम सिम्युलेशनची अचूकता सत्यापित करणे आणि दुसरे म्हणजे विद्युत चुंबकीय शक्तीच्या नंतरच्या निष्कर्षासाठी आधार प्रदान करणे.काढलेला मोटर चुंबकीय घनता क्लाउड आकृती खालील आकृतीमध्ये दर्शविला आहे.

प्रतिमा

मेघ नकाशावरून हे पाहिले जाऊ शकते की चुंबकीय अलगाव पुलाच्या स्थानावरील चुंबकीय घनता स्टेटर आणि रोटर कोरच्या BH वक्र बिंदूपेक्षा खूप जास्त आहे, जे अधिक चांगले चुंबकीय अलगाव प्रभाव बजावू शकते.

प्रतिमा

एअर गॅप फ्लक्स घनता वक्र
मोटर एअर गॅप आणि दातांच्या स्थितीची चुंबकीय घनता काढा, वक्र काढा आणि तुम्ही मोटर एअर गॅपची चुंबकीय घनता आणि दात चुंबकीय घनता यांची विशिष्ट मूल्ये पाहू शकता.दाताची चुंबकीय घनता ही सामग्रीच्या वळण बिंदूपासून एक विशिष्ट अंतर असते, जी मोटार उच्च गतीने तयार केली जाते तेव्हा उच्च लोखंडाच्या नुकसानीमुळे होते असे मानले जाते.

 

मोटर मॉडेल विश्लेषण
मोटर स्ट्रक्चर मॉडेल आणि ग्रिडच्या आधारे, सामग्रीची व्याख्या करा, स्टेटर कोरला स्ट्रक्चरल स्टील म्हणून परिभाषित करा आणि केसिंगला ॲल्युमिनियम सामग्री म्हणून परिभाषित करा आणि संपूर्ण मोटरवर मॉडेल विश्लेषण करा.खालील आकृतीत दर्शविल्याप्रमाणे मोटरचा एकंदर मोड प्राप्त झाला आहे.

प्रतिमा

प्रथम-ऑर्डर मोड आकार
 

प्रतिमा

द्वितीय-क्रम मोड आकार
 

प्रतिमा

थर्ड-ऑर्डर मोड आकार

 

मोटर कंपन विश्लेषण
मोटरच्या हार्मोनिक प्रतिसादाचे विश्लेषण केले जाते आणि विविध वेगाने कंपन प्रवेगाचे परिणाम खालील चित्रात दर्शविले आहेत.
 

प्रतिमा

1000Hz रेडियल प्रवेग

प्रतिमा

1500Hz रेडियल प्रवेग

 

2000Hz रेडियल प्रवेग

पोस्ट वेळ: जून-13-2022