VB-16144-W振动电机

径向力引起的电机振动由电磁噪声差生机理分析可知，径向力都作用在定、转子铁心上，使定子铁心产生周期性径向变形，即发生电机振动。电机振动的定量计算现在较为普遍采用的是有限元法和能量法，本文为了从振动产生原理方面进行解释，采用的是能量法。将定子作为多自由度振动系统进行分析，依据保守系统拉格朗日运动方程，L为系统动能T与位能V之差；qj为广义坐标；q·j为广义坐标对时间t的变化率，也称广义速度；FQj为广义力(此处为定子系统径向力Fr)；k为系统自由度。用广义坐标、电机尺寸参数或材料属性表示系统的动能和势能是式(9)的关键。

        当电机定子铁心振动阶次为γ时，用aj，bj为系统广义坐标，定义定子铁心径向位移ds，求出各导数，便可写出拉格朗日方程并进行整理，继而确定定子系统自由度k，得到k个二阶常微分方程，利用初始条件，{zh1}解得运动方程，求出系统的径向位移(振幅)。电磁噪声声振辐射由于受电磁力`产生的振动，电机将振动传于四周空气当中，引起空气中质点振动从而激发声波，产生声振辐射。声波的频率等于电机振动的频率，在可听声的频率范围(20Hz～20kHz)内形成电磁噪声。研究电机电磁声振辐射时，同样满足传统声波研究过程中对声波和媒质的假设。同时，驱动电机的结构尺寸(即辐射面周长)一般远大于辐射声波的波长，研究过程中近似认为声波沿机体某一法线方向传播(设为x向)，属于平面辐射过程，因此满足一维声压波动方程。

        算例国内某新型城市轨道车辆，促使定子振动而辐射的噪声。该噪声与气隙中的谐波磁场、电磁力波幅值、频率和极数等密切相关。电磁噪声的产生机理如图所示，电机运行时气隙中旋转磁场产生周期性的电磁力波，电磁力波作用于定子绕组及机座形成周期性的切向力和径向力。切向力是克服电磁转矩的反作用力，使定子齿根发生局部变形，产生齿振动。据相关文献分析，该类齿振动的固有频率和电磁力的频率彼此相差很大，加上槽内绕组和槽楔对齿振动的阻尼作用，使得切向力对电磁噪声贡献量非常小，研究中一般予以忽略。周期性的径向力使电机气隙中产生各种频率的旋转径向电磁力波。每个径向电磁力波都分别作用在定、转子铁心上，使定子铁心外圆和机座出现随时间周期性变化的径向变形，即发生振动，振动频率就是电磁力波作用的频率。进而，定子铁心振动(或发生谐振)通过弹性媒介(空气)向四周辐射声波，形成声振辐射并产生电磁噪声。

        图电磁噪声产生机理示意图电磁噪声声振辐射定量分析据文献研究认为，车辆驱动调速电机(多为感应电机)的电磁噪声频率通常分布在700～4000Hz之间，人耳对该频段噪声极为敏感。电机运行时，常出现“啸叫”等中高频异响声音，严重影响车辆乘坐舒适性，不利于人体健康。从上世纪二十年xx始，治理电磁噪声的问题就引起了人们的注意，但根本上的治理必须对产生机理充分理解，并依据其机理进行理论计算，方可以从源头上解决电磁噪声问题。论文在分析和理解电磁噪声的产生机理的基础上，将电磁噪声声振辐射的定量计算过程进行了分析。