直流无刷电机定子总成振动特性分析.pdf

第38卷第6期
华北电力大学学报
Vol 38. No6
2011年11月
Journal of North China Electric Power University
Nov.,2011
直流无刷电机定子总成振动特性分析
相龙洋,左曙光,何吕昌,文岐华,魏欢
(同济大学新能源汽车工程中心上海201804
摘要:以世博电动小车驱动电机为研究对象,在有限元分析软件 ANSYS中建立了电机定子总成的有限元模
型,通过试验进行了模型验证。并使用 ANSYS对定子进行了模态分析,获得定子的模态振型和模态频率。
进一步研究了定子总成中各组件对定子振动特性的影响,详细对比分桁了加入不同组件后定子模态振型和频
率的变化情况。此项工作有助于电机的进一步优化设计。
关键词;定子总成;模态分析;振动特性;组件影响
中图分类号:TM33文献标识码:A文献标识码:1007-2691(2011)00-0023-06
The vibratory behavior analysis of stator assembly of brushless
direct current motor
XIANG Long-yang, ZUO Shu-guang HE Lv-chang, WEN Qi-hua, WEI Huan
(Clean Energy Automotive Engineering Center, Tongji University, Shanghai 201804, China)
Abstract In this paper, based on the drive motors of electrical vehicles used in the World Exposition, the FEM model
of the motor stator assembly was established with ANSYS software. And the model was confirmed by an experiment
Then the paper conducted a modal analysis of the stator with the software and obtained the mode shapes and frequen-
cies. Moreover, a further study of the effects of stator components on the stator vibratory behaviors was conducted. And
by comparison and contrasts, the paper made a detailed analysis on the changes of mode shapes and frequencies of the
stator with different components. The work in this paper is helpful for further optimal design of the motor
Key words: stator assembly modal analysis vibratory behavior component effect
提高,人们对汽车的舒适性提出了更高要求,其
中汽车的振动噪声特性就是一项重要内容。电动
汽车的驱动电机是其主要振动噪声源之一,因此
直流无刷电机是永磁同步电机的一种,它既有必要对电机的振动噪声特性进行研究。
具备交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便
对于电机定子的振动特性,许多学者作了相
等一系列优点,又具备直流电机的运行效率高、应的研究。文献[3]对开关磁阻电机定子进行
无励磁损耗以及调速性能好等诸多特点。随着电了有限元分析,研究中没有考虑绕组和端盖的影
力电子工业的飞速发展,许多新型的高性能半导响。文献[4]得出了加强绕组与铁芯轭部接触
体功率器件的问世,提高了这种电机的综合性能,和采用周向散热筋结构对降低开关磁阻电机的噪
使其广泛应用于电动汽车驱动系统中。文献声有益的结论。文献[5]研究了电机轴向叠长、
2]指出,新型电动汽车将逐步取代传统汽车。极弧和轭厚对振动模态的影响。文献[6]考虑
随着电动汽车产业的快速发展和人们生活水平的了实际运行的发电机普遍存在的振动偏心状态,
对定子匝间短路引起的发电机振动特性进行了机
收稿日期
电耦合分析。但是以上文献均没有对电机定子组
基金项目:国家自然科学基金资助项目资助(51075302):博士件对振动特性的影响进行研究
点基金资助项目(2010007210027)
本文以上海世博电动小车驱动用永磁无刷直