左 佳，郭瑶仙，全 鑫

(天津大学，天津 300072)



基于磁固耦合的分数槽永磁同步电动机振动分析

左 佳，郭瑶仙，全 鑫

(天津大学，天津 300072)

以小型分数槽永磁电机为研究对象，通过分析其电磁振动理论，从多方面对电机结构进行了优化。把计算出的电磁力离散成点并加载到电机定子上，在ANSYS中做了瞬态动力学分析，最终得到电机定子对动载荷的时域响应。但瞬态动力学分析只能近似获得电机某点的时域响应，并不能得到整个电机精确的动力学特性曲线。而采用磁固耦合联合仿真可将计算出的电磁力自动耦合到定子齿做频谱分析，从而得到电机整体的频谱特性。结果表明采用磁固耦合的方法更能精确的反映电机振动的频谱特性，从而指导电机结构设计以及优化。

分数槽永磁同步电动机；频谱分析；磁固耦合；电机振动

0 引 言

永磁同步电动机的振动主要有电磁振动，机械振动，和空气动力振动，其中电磁振动是最复杂，最难消除的。电磁振动是由于气隙中的各次磁密波相互作用产生的[1]。电磁力作用于电机定子上，使定子产生形变。而在永磁电机中，电机气隙磁密取决于永磁磁动势，定子绕组磁动势和气隙磁导，所以分析电磁振动主要集中在分析定子绕组磁动势，转子永磁磁动势，以及气隙磁导。而电磁力波引起的振动位移还与力波阶数的4次方成反比，力波阶数与电机槽极配合相关[2-7]。国内唐任远、陈益广、王秀和、杨浩东、国外褚自强等人对电机振动的抑制方法多集中在增加辅助槽，减少齿槽转矩，注入谐波电流，以及减少电磁力等方法[8-14]，而没有考虑电机振动的频谱特性，而且分析的电机体积功率较大，对于小微电机有些理论不一定适合。……