永磁伺服电梯电动机噪声与振动特性研究

Edinburgh

基于ansys的相关分析
作者：潘萍萍
本文借助有限元软件对永磁伺服电梯电动机噪声与振动特性进行研究，主要分为以
下几个方面：
首先对9．5kW永磁伺服电梯电动机定、转子气隙中的各谐波磁场引起的交变电磁力
进行分析计算，由于产生电磁噪声的主要来源是气隙磁场中作用在定子齿上的径向电磁
力，所以在电磁场分析中提取磁密的径向分量，计算径向电磁力是很重要的。通过电动
机二维电磁场、三维电磁场的计算，表明气隙磁密波形与永磁体的御置方式、电流的谐
波、绕组的分布形式、定、转子齿槽数和形状及功率角直接相关，找到了产生径向电磁
力谐波的规律。
采用电动机电磁场分析中得到的载荷条件对电动机进行了结构瞬态分析，引入运动
电磁场的定子齿内表面受到的径向电磁力，并将电磁力加载到三维电动机结构模型上，
对电动机进行三维瞬态结构分析得到所有节点位移响应。电动机结构的模态分析是检验
电动机结构在径向电磁力作用下是否发生共振的主要方法，通过三维模态分析计算了永
磁同步电动机结构模态振型，并提出了电动机结构的改进方案。
对永磁同步电动机进行二维瞬态声场分析，同样采用电动机电磁场分析中得到的载
荷条件，对声场分析中流固耦合界面、气体介质边界分别进行有限元建模，得到结构和
气体介质各节点处的位移、声压响应，为电动机噪声的声压预估奠定了基础。
通过永磁同步电动机噪声和振动的实验研究，得到由脉宽调制控制的永磁伺服电动
机组成的系统中，逆变器开关频率是影响电动机噪声辐射的主要因素。