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

1、開關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctance Motor)簡稱SR電機(jī)，作為一種新型調(diào)速電機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單、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的徑向電磁力作用而引起的振動和變形。針對振動和噪聲問題，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，氣隙長度不均勻會引起氣隙磁感應(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)的振動與噪聲問題。因此，SR電機(jī)的偏心故障分析及其對電機(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SR電機(jī)的靜、動態(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)了氣隙偏心對電機(jī)氣隙長度、

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)的二維靜磁場有限元模型，仿真驗(yàn)證了偏心方向角度和偏心率對繞組磁鏈及轉(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-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)力法對電磁力等進(jìn)行了求解計(jì)算；并對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)，分析了偏心對電磁力等頻