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运用内部曲化情态的新型电机粒子流体化简析
编辑:娱乐吧亚洲第一品牌 发布日期:2018-10-02

  定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)结构(Structure)及其面内振动(vibration)模态首先建立超声马达定子有限元模型(model),如所示。变频电动机是变频器驱动的电动机的统称。随着变频调速技术的快速发展,各种高压变频器不断出现, 在电厂厂用电等方面发挥着巨大的节 能作用。电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。微型电动机是一种体积、容量较小,输出功率一般在数百瓦以下,用途、性能及环境条件要求特殊的一类电动机。它由压电定子有限元模型陶瓷(原料:非金属矿物)片和金属弹性(Elasticity)体粘接而成,其中上下两层为压电陶瓷,中间一层为金属弹性体。边界条件(tiáo jiàn)为全自由。通过对所示圆环型振子的有限元计算,得出了此种圆环型振子面内振动的各种不同模态,归纳(指归拢并使有条理)起来,圆环定子面内振动模态可分为以下三大类:a.平面内径向伸缩(伸出和缩进 比喻在一定限度内的变通)振动模态,记为(R,n);b.平面内的电机定子振动模态简图扭转振动模态,记为n;c.平面内弯曲(Bend)振动模态,即本文所利用的模态,记为(n,m)。
  在平面内径向伸缩振动模态的记号(R,n)中,n表示径向伸缩振动模态的阶数;平面内的扭转振动模态的记号n,表示扭转振动模态的阶数;在平面内弯曲振动模态的记号(n,m)中,n表示周边变形阶数,m表示振动阶数。阴影部分为变形后定子的具体形状,不带阴影部分为定子的原来形状。围绕(circumfuse)着使电机定子表面质点产生驱动(Driver)转子(rotor)转动的椭圆运动,结合图示模态可以分析(Analyse)此种电机的驱动原理(Maxim),也可以进行电机结构的初步设计(Design)。
  定子结构参数(parameter)对面内弯曲共振频率(frequency)的影响所示定子的结构参数有如下4个:定子圆环内径r;定子圆环外径(外缘直径)R;陶瓷片(作用:用于镶嵌桌几床柜作装饰)厚度h1;弹性体厚度h2。下面分别就下列三种情况(Condition)分析定子的结构参数与模态频率的关系:(1)陶瓷片和金属弹性体的厚度均一定时,面内弯曲模态频率与定子圆环内外径之比的关系;(2)陶瓷片和金属弹性体的厚度一定,定子圆环内外径之比一定时,面内弯曲模态频率与定子圆环外径的关系;(3)定子圆环内外径之比一定,大小一定,定子总厚度一定时,陶瓷片与金属弹性体的不同厚度比对模态频率的影响。
  模态频率和定子内外径之比的关系平面内弯曲模态(n,m)按n和m的取值不同而不同,本文仅就常用模态(1,1),(2,1),(3,1)进行分析。为使计算结果更精确,将原来定子有限元模型的单元进一步在圆周方向上划细,由周向的30份加细为60份。在情况1中,设定(shè dìng)陶瓷片厚度均为1mm,钢片厚2mm,定子圆环外径为30mm,定子圆环内外径之比从0.1开始取值至0.8为止,每次增幅取为0.1.具体结果如所示。
  可知,(1,1)模态频率值随定子圆环内外径之比的增大反而有一个上升的过程(process),而后略有下降(descend)。从总体上看,频率值变化幅度很小。(2,1)和(3,1)模态频率值随定子圆环内外径之比的增大而明显下降。在情况2中,仍设陶瓷片厚度均为1mm,钢片厚2mm,定子圆环内外径比为0.4,定子圆环外径从10mm开始取值至50mm,每次增幅为10mm.具体计算结果如所示。
  定子共振频率与外径的关系定子共振频率与钢片厚度的关系2结论通过对利用面内弯曲模态超声电机定子的有限元分析,得出了此种电机定子的振动模态,并对其中常用的模态的频率影响因素(factor)进行了分析。
  在选择频率值的大小时,改变下述结构参数均可使频率值的大小按一定趋势(trend)改变:定子圆环内外径之比;定子圆环外径或者内径;陶瓷片与金属弹性体的不同厚度比。在进行此种电机的定子设计时应按下述步骤(procedure)进行:确定电机的工作(job)频率的大致范围(fàn wéi);确定电机定子圆环内外径之比;确定电机其他结构参数。上述结论为利用面内弯曲模态的超声电机的设计提供了理论依据。
  
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