開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子偏心故障及振動(dòng)分析.pdf

1、開關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motor)簡(jiǎn)稱SR電機(jī)，作為一種新型調(diào)速電機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固，調(diào)速性能良好，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛重視。然而 SR電機(jī)顯著的振動(dòng)和噪聲問題在很大程度上制約了其在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。研究表明SR電機(jī)的噪聲主要源自定子受到脈動(dòng)的徑向電磁力作用而引起的振動(dòng)和變形。針對(duì)振動(dòng)和噪聲問題，眾多學(xué)者在SR電機(jī)本體設(shè)計(jì)和控制方面提出了很多有效方法；但由于機(jī)械加工和安裝精度等問題，必然使電

2、機(jī)存在偏心，導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子間的氣隙長(zhǎng)度不均勻。由于SR電機(jī)氣隙較小，且氣隙磁導(dǎo)率遠(yuǎn)小于鐵芯材料的磁導(dǎo)率，因此，氣隙長(zhǎng)度不均勻會(huì)引起氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生較大變化，進(jìn)而產(chǎn)生較大的不平衡磁拉力，惡化SR電機(jī)的振動(dòng)與噪聲問題。因此，SR電機(jī)的偏心故障分析及其對(duì)電機(jī)性能影響的研究是實(shí)現(xiàn)電機(jī)偏心診斷與優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要方面。
　　本文針對(duì)SR電機(jī)的靜、動(dòng)態(tài)偏心故障問題，首先在考慮轉(zhuǎn)子(初始)偏心方向角度和偏心率的前提下，推導(dǎo)了氣隙偏心對(duì)電機(jī)氣隙長(zhǎng)度、

3、繞組磁鏈、靜態(tài)轉(zhuǎn)矩等特性的影響；利用Ansoft建立了 SR電機(jī)不同偏心狀態(tài)的二維靜磁場(chǎng)有限元模型，仿真驗(yàn)證了偏心方向角度和偏心率對(duì)繞組磁鏈及轉(zhuǎn)矩的影響，并提出磁鏈特性可以作為一種準(zhǔn)確檢測(cè)偏心故障的重要參數(shù)。
　　其次，建立了 SR電機(jī)不同轉(zhuǎn)子偏心的場(chǎng)-路耦合瞬態(tài)有限元分析模型，分別采用虛位移法和麥克斯韋應(yīng)力法對(duì)電磁力等進(jìn)行了求解計(jì)算；并對(duì)SR電機(jī)的氣隙磁密、電磁力和電磁力密度進(jìn)行了快速傅里葉變換(FFT)，分析了偏心對(duì)電磁力等頻