Nguồn gây nhiễu rung trong động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu

Sự rung động củađộng cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửuchủ yếu đến từ ba khía cạnh: tiếng ồn khí động học, rung động cơ học và rung động điện từ. Tiếng ồn khí động học được gây ra bởi sự thay đổi nhanh chóng của áp suất không khí bên trong động cơ và ma sát giữa khí và cấu trúc động cơ. Rung động cơ học là do biến dạng đàn hồi định kỳ của ổ trục, khuyết tật hình học và mất cân bằng trục rôto. Rung điện từ là do kích thích điện từ và từ trường khe hở không khí tác dụng lên lõi stato, gây ra biến dạng xuyên tâm của stato, truyền đến vỏ động cơ và phát ra tiếng ồn. Mặc dù thành phần tiếp tuyến của từ trường khe hở không khí nhỏ nhưng nó có thể gây ra gợn sóng mô-men xoắn và rung động động cơ. Trong lực đẩy củađộng cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, kích thích điện từ là nguồn rung động chính.

Ở giai đoạn thiết kế ban đầu củađộng cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, bằng cách thiết lập mô hình phản ứng rung, phân tích các đặc tính của kích thích điện từ và đặc tính động của kết cấu, dự đoán và đánh giá mức độ ồn rung và tối ưu hóa thiết kế để rung, có thể giảm tiếng ồn rung, cải thiện hiệu suất của động cơ, và chu kỳ phát triển có thể được rút ngắn.

Tiến trình nghiên cứu hiện tại có thể được tóm tắt thành ba khía cạnh:

1.Nghiên cứu về kích thích điện từ: Kích thích điện từ là nguyên nhân cơ bản gây ra rung động và nghiên cứu đã được tiến hành trong nhiều năm. Nghiên cứu ban đầu bao gồm tính toán sự phân bố lực điện từ bên trong động cơ và đưa ra công thức phân tích cho lực hướng tâm. Trong những năm gần đây, phương pháp mô phỏng phần tử hữu hạn và phân tích số đã được áp dụng rộng rãi, các học giả trong và ngoài nước đã nghiên cứu ảnh hưởng của các cấu hình khe cực khác nhau đến mô men xoắn của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.

2. Nghiên cứu đặc điểm phương thức kết cấu: Đặc điểm phương thức của kết cấu có liên quan chặt chẽ đến đáp ứng rung của nó, đặc biệt khi tần số kích thích gần với tần số tự nhiên của kết cấu sẽ xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Các học giả trong và ngoài nước đã nghiên cứu đặc điểm cấu trúc của hệ thống động cơ stator thông qua thực nghiệm và mô phỏng, bao gồm các yếu tố ảnh hưởng đến tần số phương thức như vật liệu, mô đun đàn hồi và các thông số kết cấu.

3. Nghiên cứu đáp ứng dao động khi có kích thích điện từ: Đáp ứng dao động của động cơ là do sự kích thích điện từ tác dụng lên các răng stato. Các nhà nghiên cứu đã phân tích sự phân bố lực điện từ theo không gian và thời gian, nạp kích thích điện từ lên cấu trúc stato của động cơ và thu được các phép tính số cũng như kết quả thực nghiệm về phản ứng rung. Các nhà nghiên cứu cũng nghiên cứu ảnh hưởng của hệ số giảm chấn của vật liệu vỏ đến phản ứng rung.