Fontes de ruído de vibración en motores síncronos de imán permanente

A vibración demotores síncronos de imán permanenteprovén principalmente de tres aspectos: ruído aerodinámico, vibración mecánica e vibración electromagnética. O ruído aerodinámico está causado por cambios rápidos na presión do aire dentro do motor e pola fricción entre o gas e a estrutura do motor. A vibración mecánica está causada pola deformación elástica periódica dos rolamentos, defectos xeométricos e desequilibrio do eixe do rotor. A vibración electromagnética está causada pola excitación electromagnética e o campo magnético do entreferro actúa sobre o núcleo do estator, causando unha deformación radial do estator, que se transmite á carcasa do motor e irradia ruído. Aínda que o compoñente tanxencial do campo magnético do entreferro é pequeno, pode causar ondulación de par de engrenaxe e vibración do motor. Na propulsión demotores síncronos de imán permanente, a excitación electromagnética é a principal fonte de vibración.

Na fase inicial de deseño demotores síncronos de imán permanente, ao establecer un modelo de resposta á vibración, analizar as propiedades da excitación electromagnética e as características dinámicas da estrutura, predicir e avaliar o nivel de ruído de vibración e optimizar o deseño para a vibración, pódese reducir o ruído de vibración, mellorar o rendemento do motor e acurtar o ciclo de desenvolvemento.

O progreso da investigación actual pódese resumir en tres aspectos:

1. Investigación sobre a excitación electromagnética: a excitación electromagnética é a causa fundamental da vibración e a investigación leva moitos anos en marcha. As primeiras investigacións incluíron o cálculo da distribución das forzas electromagnéticas dentro dos motores e a derivación de fórmulas analíticas para as forzas radiais. Nos últimos anos, os métodos de simulación por elementos finitos e a análise numérica aplicáronse amplamente, e estudosos nacionais e estranxeiros estudaron a influencia de diferentes configuracións de ranuras polarizadas no par de engrenaxe dos motores síncronos de imán permanente.

2. Investigación sobre as características modais estruturais: as características modais dunha estrutura están estreitamente relacionadas coa súa resposta á vibración, especialmente cando a frecuencia de excitación é próxima á frecuencia natural da estrutura, producirase resonancia. Estudosos nacionais e estranxeiros estudaron as características estruturais dos sistemas de estator de motores mediante experimentos e simulacións, incluíndo factores que afectan as frecuencias modais, como os materiais, o módulo elástico e os parámetros estruturais.

3. Investigación sobre a resposta á vibración baixo excitación electromagnética: A resposta á vibración dun motor está causada pola excitación electromagnética que actúa sobre os dentes do estator. Os investigadores analizaron a distribución espaciotemporal da forza electromagnética, cargaron a excitación electromagnética na estrutura do estator do motor e obtiveron cálculos numéricos e resultados experimentais da resposta á vibración. Os investigadores tamén investigaron a influencia do coeficiente de amortiguamento do material da carcasa na resposta á vibración.