永磁同步电主轴模态计算及对声辐射系数影响规律的研究

发布日期：2019-10-11 作者：点击：

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永磁同步电主轴的振动噪声是衡量性能的一个重要指标，对噪声的计算也是一直困扰着人们的难题。通过对永磁同步电主轴振动噪声计算的研究，可以在电主轴设计阶段预测电主轴的声功率，从而可以优化设计方案。本文通过解析法、有限元法对永对磁同步电主轴的模态进行了研究，主要研究内容包括永磁同步电主轴数值模态分析、模态解析计算、噪声计算及抑制四个方面。

为了研究永磁同步电主轴定子端盖、温度、平均直径对其周向模态频率的影响，用有限元法对不同参数的电主轴定子进行了模态计算。通过分析得出永磁同步电主轴定子周向模态频率随着工作温度的升高变化关系很小。电主轴工作过程中的温升会造成模态频率的略微下降。电机定子周向模态频率变化率近似与温度比变化成线性关系。电主轴工作温度区间变化越小，模态频率变化率越低，而温度变化引起的模态频率的变化与模态阶数无关。

当端盖与机壳装配后，端盖对机壳的振动有较大的约束作用。因此，分别对有无端盖的定子进行了模态计算，并进行了对比，发现加端盖后对于低阶模态定子固有频率明显上升，对高阶模态影响很小。实际工作中，电主轴定子的振动不仅有周向模态，还有轴向模态，不考虑轴向模态对模态以及噪声的计算，都是有影响的。

本文计算了周向模态的同时也计算了轴向模态，并加入了噪声解析计算中，缩小了噪声理论计算的误差。对声辐射系数进行了计算，并把考虑轴向模态的声辐射系数计算结果加入到了噪声计算的程序中，进一步的增加了计算的精度。

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