Estudo sobre a influência da força eletromagnética do estator O ruído eletromagnético do estator no motor é afetado principalmente por dois fatores, a força de excitação eletromagnética e a resposta estrutural e a radiação acústica causada pela força de excitação correspondente.Uma revisão da Pesquisa.
O professor ZQZhu da Universidade de Sheffield, Reino Unido, etc. usou o método analítico para estudar a força eletromagnética e o ruído do estator do motor de ímã permanente, o estudo teórico da força eletromagnética do motor sem escova de ímã permanente e a vibração do motor permanente motor DC sem escovas magnético com 10 pólos e 9 slots.O ruído é estudado, a relação entre a força eletromagnética e a largura do dente do estator é estudada teoricamente, e a relação entre a ondulação de torque e os resultados de otimização de vibração e ruído é analisada. Os professores Tang Renyuan e Song Zhihuan da Universidade de Tecnologia de Shenyang forneceram um método analítico completo para estudar a força eletromagnética e seus harmônicos no motor de ímã permanente, que forneceu suporte teórico para pesquisas futuras sobre a teoria do ruído do motor de ímã permanente.A fonte de ruído de vibração eletromagnética é analisada em torno do motor síncrono de ímã permanente alimentado pela onda senoidal e pelo conversor de frequência, a frequência característica do campo magnético do entreferro, a força eletromagnética normal e o ruído de vibração são estudados, e a razão para o torque a ondulação é analisada.A pulsação de torque foi simulada e verificada experimentalmente usando o Elemento, e a pulsação de torque sob diferentes condições de ajuste slot-polo, bem como os efeitos do comprimento do entreferro, coeficiente de arco polar, ângulo de chanfro e largura da ranhura na pulsação de torque foram analisados . O modelo de força radial eletromagnética e de força tangencial, e a simulação modal correspondente são realizados, a força eletromagnética e a resposta ao ruído vibratório são analisadas no domínio da frequência e o modelo de radiação acústica é analisado, e a simulação correspondente e a pesquisa experimental são realizadas.Ressalta-se que os principais modos do estator do motor de ímã permanente são mostrados na figura. 
O modo principal do motor de ímã permanente
Tecnologia de otimização da estrutura do corpo do motor O fluxo magnético principal no motor entra no entreferro substancialmente radialmente e gera forças radiais no estator e no rotor, causando vibração eletromagnética e ruído.Ao mesmo tempo, gera momento tangencial e força axial, causando vibração tangencial e vibração axial.Em muitas ocasiões, como motores assimétricos ou motores monofásicos, a vibração tangencial gerada é muito grande e é fácil causar ressonância dos componentes conectados ao motor, resultando em ruído irradiado.Para calcular o ruído eletromagnético, e analisar e controlar esses ruídos, é necessário conhecer sua origem, que é a onda de força que gera vibração e ruído.Por este motivo, a análise das ondas de força eletromagnética é realizada através da análise do campo magnético do entreferro. Supondo que a onda de densidade de fluxo magnético produzida pelo estator seja, e a onda de densidade de fluxo magnético
produzido pelo rotor é
, então sua onda de densidade de fluxo magnético composto no entreferro pode ser expressa da seguinte forma:
Fatores como ranhuras do estator e do rotor, distribuição do enrolamento, distorção da forma de onda da corrente de entrada, flutuação da permeabilidade do entreferro, excentricidade do rotor e o mesmo desequilíbrio podem levar à deformação mecânica e, em seguida, à vibração.Os harmônicos espaciais, harmônicos de tempo, harmônicos de slot, harmônicos de excentricidade e saturação magnética da força magnetomotriz geram harmônicos mais elevados de força e torque.Principalmente a onda de força radial no motor CA, ela atuará no estator e no rotor do motor ao mesmo tempo e produzirá distorção do circuito magnético. A estrutura do estator e da carcaça do rotor é a principal fonte de radiação do ruído do motor.Se a força radial for próxima ou igual à frequência natural do sistema estator-base, ocorrerá ressonância, o que causará deformação do sistema estator do motor e gerará vibração e ruído acústico. Na maioria dos casos,
o ruído magnetostritivo causado pela força radial de alta ordem 2f de baixa frequência é insignificante (f é a frequência fundamental do motor, p é o número de pares de pólos do motor).No entanto, a força radial induzida pela magnetostrição pode atingir cerca de 50% da força radial induzida pelo campo magnético do entreferro. Para um motor acionado por inversor, devido à existência de harmônicos de tempo de alta ordem na corrente de seus enrolamentos do estator, os harmônicos de tempo gerarão torque pulsante adicional, que geralmente é maior que o torque pulsante gerado pelos harmônicos espaciais.grande.Além disso, a ondulação de tensão gerada pela unidade retificadora também é transmitida ao inversor através do circuito intermediário, resultando em outro tipo de torque pulsante. No que diz respeito ao ruído eletromagnético do motor síncrono de ímã permanente, a força Maxwell e a força magnetostritiva são os principais fatores que causam vibração e ruído do motor.
Características de vibração do estator do motor O ruído eletromagnético do motor não está apenas relacionado à frequência, ordem e amplitude da onda de força eletromagnética gerada pelo campo magnético do entreferro, mas também relacionado ao modo natural da estrutura do motor.O ruído eletromagnético é gerado principalmente pela vibração do estator e da carcaça do motor.Portanto, prever antecipadamente a frequência natural do estator por meio de fórmulas teóricas ou simulações e escalonar a frequência da força eletromagnética e a frequência natural do estator é um meio eficaz de reduzir o ruído eletromagnético. Quando a frequência da onda de força radial do motor for igual ou próxima à frequência natural de uma determinada ordem do estator, será causada ressonância.Neste momento, mesmo que a amplitude da onda de força radial não seja grande, ela causará uma grande vibração no estator, gerando assim um grande ruído eletromagnético.Para o ruído do motor, o mais importante é estudar os modos naturais com vibração radial como principal, a ordem axial é zero e o modo espacial está abaixo da sexta ordem, conforme mostrado na figura. 
Forma de vibração do estator
Ao analisar as características de vibração do motor, devido à influência limitada do amortecimento no modo modal e na frequência do estator do motor, ela pode ser ignorada.O amortecimento estrutural é a redução dos níveis de vibração próximos à frequência de ressonância pela aplicação de um mecanismo de alta dissipação de energia, conforme mostrado, e só é considerado na frequência de ressonância ou próximo a ela. 
efeito de amortecimento
Depois de adicionar enrolamentos ao estator, a superfície dos enrolamentos na ranhura do núcleo de ferro é tratada com verniz, o papel isolante, o verniz e o fio de cobre são fixados uns aos outros, e o papel isolante na ranhura também é firmemente preso aos dentes do núcleo de ferro.Portanto, o enrolamento em ranhura tem uma certa contribuição de rigidez para o núcleo de ferro e não pode ser tratado como uma massa adicional.Quando o método dos elementos finitos é utilizado para análise, é necessário obter parâmetros que caracterizem diversas propriedades mecânicas de acordo com o material dos enrolamentos da engrenagem.Durante a execução do processo, procure garantir a qualidade da tinta de imersão, aumentar a tensão do enrolamento da bobina, melhorar a estanqueidade do enrolamento e do núcleo de ferro, aumentar a rigidez da estrutura do motor, aumentar a frequência natural para evitar ressonância, reduza a amplitude da vibração e reduza as ondas eletromagnéticas.barulho. A frequência natural do estator após ser pressionado na carcaça é diferente daquela do núcleo do estator único.O invólucro pode melhorar significativamente a frequência sólida da estrutura do estator, especialmente a frequência sólida de baixa ordem.O aumento dos pontos operacionais da velocidade rotacional aumenta a dificuldade de evitar ressonância no projeto do motor.Ao projetar o motor, a complexidade da estrutura do invólucro deve ser minimizada e a frequência natural da estrutura do motor pode ser aumentada aumentando adequadamente a espessura do invólucro para evitar a ocorrência de ressonância.Além disso, é muito importante definir razoavelmente a relação de contato entre o núcleo do estator e o revestimento ao usar a estimativa de elementos finitos.
Análise Eletromagnética de Motores Como um indicador importante do design eletromagnético do motor, a densidade magnética geralmente pode refletir o estado de funcionamento do motor.Portanto, primeiro extraímos e verificamos o valor da densidade magnética, o primeiro é para verificar a precisão da simulação e o segundo é para fornecer uma base para a posterior extração da força eletromagnética.O diagrama de nuvem de densidade magnética do motor extraído é mostrado na figura a seguir. 
Pode-se observar no mapa de nuvens que a densidade magnética na posição da ponte de isolamento magnético é muito maior do que o ponto de inflexão da curva BH do estator e do núcleo do rotor, o que pode desempenhar um melhor efeito de isolamento magnético. 
Curva de densidade de fluxo de entreferro Extraia as densidades magnéticas do entreferro do motor e a posição do dente, desenhe uma curva e você poderá ver os valores específicos da densidade magnética do entreferro do motor e da densidade magnética do dente.A densidade magnética do dente está a uma certa distância do ponto de inflexão do material, o que se presume ser causado pela alta perda de ferro quando o motor é projetado em alta velocidade.
Com base no modelo e na grade da estrutura do motor, defina o material, defina o núcleo do estator como aço estrutural e defina a carcaça como material de alumínio e conduza a análise modal do motor como um todo.O modo geral do motor é obtido conforme mostrado na figura abaixo. 
forma modal de primeira ordem 
forma modal de segunda ordem 
forma modal de terceira ordem
Análise de vibração do motor A resposta harmônica do motor é analisada e os resultados da aceleração da vibração em várias velocidades são mostrados na figura abaixo. 
Aceleração radial de 1000 Hz 
Aceleração radial de 1500Hz
Aceleração radial de 2.000 Hz
Horário da postagem: 13 de junho de 2022