偏心故障内置式永磁同步电机电磁场分析与诊断方法研究

发布时间：2025-07-07 00:43

　　由于具有抗去磁能力强、弱磁扩速能力好、转矩功率密度高等优点,内置式永磁同步电机成为电动汽车主要驱动电机类型。然而,由于制造误差、安装误差、轴承磨损等原因,内置式永磁同步电机定转子可能发生偏心,导致气隙磁场发生畸变,产生不平衡电磁力,引发电动汽车产生异常振动噪声。更有甚者,导致定转子接触,造成电机磨损、甚至烧毁。因此,偏心故障内置永磁同步电机电磁场分析与诊断方法研究具有重要的理论意义和工程价值。本文主要完成的研究工作及取得的成果如下:(1)无偏心内置式永磁同步电机气隙磁场和电磁力解析建模分析。首先,应用矢量叠加法、复数相对磁导法、隔磁桥磁导修正系数法,考虑了分段斜极、多层扁线绕组、隔磁桥等复杂结构因素,建立了无偏心内置式永磁同步电机气隙磁场半解析模型,分析了气隙磁场时空特性。其次,应用麦克斯韦张量法,建立了电磁力解析模型,揭示了电磁力时空特性。然后,通过有限元模型对比验证了解析计算的正确性。研究结果表明:定子开槽会使得磁场在原有空间阶次成分上产生±μQs的影响,μ∈0,1,2,3……;隔磁桥对空间阶次产生±2mp的影响,m∈0,1,2,3……,对磁场的频率成分产生±2mfc的影响。(2)静...

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【部分图文】：

图1-1永磁体磁场分布[9]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-图1-1永磁体磁场分布[9]2016年，华中科技大学陈羽提出了一种基于磁势法的改进后的内置式永磁电机气隙磁场解析模型，并通过有限元仿真和实验验证了所提模型的准确性[15]。2016年，郑江等人利用有限元法从激励力和模态频率两方面研究了引起永磁同....

图1-3转子静、动态偏心示意图[39]

心故障下气隙磁场和径向力的研究具有重要意义。在国内，2010年，沈阳工业大学宋志环博士研究了电机径向力和切向力对振动噪声的影响，研究指出径向电磁力相比于切向电磁力对电机振动的影响更加显著，但是当某阶切向力谐波的频率与对应阶的模态频率相等时，会造成共振，引起更明显的振动噪声。引入磁....

图1-4静偏心故障仿真各探测线圈电压幅值[64]

幼?咏峁购?复杂磁路结构的内置式永磁同步电机偏心时故障下的气隙磁场和电磁力的方法，分析偏心对气隙磁场和电磁力的影响机理。1.2.3内置式永磁同步电机偏心故障诊断的研究现状电机发生偏心故障时，严重影响了电机的使用性能，从而影响电动汽车的正常使用。因此，对于偏心故障有效检测的研究对于....

图2-2无槽电机2维有限元仿真模型

转子1转子2转子5永磁体2永磁体4永磁体5定子图2-1内置式永磁同步电机有限元模型爆炸图基于ANSYSMaxwell建立无槽电机2维有限元仿真模型，如图2-2所示。电机主要参数如表2-1所示。

本文编号：4056226