直流永磁電機噪聲的具體形式有很多,如電磁噪聲、空氣動力噪聲和機械噪聲,作用在電機定、轉(zhuǎn)子上的時變電磁力會引起電磁振動,從而使電機輻射電磁噪聲,因此電機電磁振動是電機的主要振動、噪聲源,我們有必要對其進行研究和控制。
直流永磁電機引起的噪聲問題涉及到電磁、振動、聲學(xué)等多物理場的耦合問題,ANSYS軟件的Maxwell模塊具有強大的電磁場分析能力、Mechanical模塊具有歷經(jīng)工程實踐驗證的結(jié)構(gòu)振動分析能力和強大的聲學(xué)分析模塊AcousticsACT。并且可以完成它們之間數(shù)據(jù)的無縫傳輸從而實現(xiàn)耦合場分析,這為電機的電磁振動噪音問題提供了很好的解決方案。
直流永磁電機的氣隙磁場存在于電機定轉(zhuǎn)子的微小氣隙中。氣隙磁場是機電能量轉(zhuǎn)換的中介,同時也在電機的定轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生徑向和切向的電磁力。
這些電磁力在把電能轉(zhuǎn)換為機械能的同時,也作用在定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上,引起電磁振動。轉(zhuǎn)子振動主要通過軸承傳遞到外殼上,由于軸承具有彈性和一定的阻尼作用,傳到外殼的高頻振動會明顯衰減。
而定子一般直接連接到電機外殼上,相比于轉(zhuǎn)子振動,定子振動更容易引起外殼的解耦股振動和噪聲。轉(zhuǎn)子齒上受到的是安培力,形成電磁轉(zhuǎn)矩。而在永磁體和定子鐵芯上受到麥克斯韋力,產(chǎn)生振動和噪聲。