基于場(chǎng)路耦合的交流電機(jī)故障引起的振動(dòng)研究.pdf

1、電機(jī)的振動(dòng)和噪聲是評(píng)定電機(jī)質(zhì)量的重要標(biāo)志。電機(jī)故障情況下引起的較大振動(dòng)會(huì)影響到它所拖動(dòng)的其它設(shè)備的工作質(zhì)量和壽命，因此對(duì)交流電機(jī)振動(dòng)的研究具有重要的意義。電機(jī)的振動(dòng)和噪聲研究十分復(fù)雜，它涉及到電磁能量轉(zhuǎn)換、機(jī)械振動(dòng)、物理聲學(xué)、電子學(xué)和數(shù)學(xué)等許多學(xué)科。本文以Y2-90S-4型三相異步電動(dòng)機(jī)為例，對(duì)異步電機(jī)的振動(dòng)問(wèn)題展開(kāi)研究，從不平衡電磁激振力入手，分析異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。 介紹了場(chǎng)路耦合時(shí)步有限元法的基本原

2、理和求解步驟，為后續(xù)通過(guò)該方法求解電機(jī)內(nèi)的電磁場(chǎng)問(wèn)題提供理論依據(jù)。 以有限元分析軟件ANSYS為工具，利用場(chǎng)路耦合法計(jì)算電機(jī)的各種電磁場(chǎng)參數(shù)。建立了實(shí)驗(yàn)電機(jī)Y2-90S-4的仿真模型，仿真計(jì)算了電機(jī)在正常運(yùn)行情況下的磁力線分布、磁通量密度以及電磁力情況；再通過(guò)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條參數(shù)模擬了轉(zhuǎn)子一根斷條和兩根斷條故障，分析了在故障情況下以上各參數(shù)的變化情況，以期發(fā)現(xiàn)故障規(guī)律和特征，為電機(jī)的故障診斷提供依據(jù)。 在以上基礎(chǔ)上，對(duì)異步電機(jī)結(jié)

3、構(gòu)振動(dòng)的特性展開(kāi)研究。在ANSYS環(huán)境下進(jìn)行有限元模態(tài)分析，以分塊Lanczos法提取各階模態(tài)，對(duì)異步電機(jī)的固有頻率和模態(tài)振型進(jìn)行研究和計(jì)算。按照Y2-90S-4型三相異步電機(jī)的真實(shí)尺寸和形狀，在Solidworks環(huán)境下建立了實(shí)驗(yàn)電機(jī)的三維仿真模型，為避免諧振頻率提供依據(jù)。 在簡(jiǎn)要介紹電機(jī)在不同故障情況下的不平衡磁拉力引起的電磁振動(dòng)的特征的基礎(chǔ)上，對(duì)真實(shí)的電機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。對(duì)電機(jī)在正常運(yùn)行的空載和負(fù)載情況進(jìn)行試驗(yàn)；再通過(guò)人為的