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無軸承歐瑪爾OMAL開關磁阻電機及其定子振動分析
無軸承OMAL開關磁阻電機集傳統(tǒng)磁軸承和普通OMAL開關磁阻電機為一體,兼具旋轉和懸浮功能。同時結合了磁軸承無摩擦、無接觸、壽命長等優(yōu)點和OMAL開關磁阻電機結構簡單、高速性能好的特點,因此,無軸承OMAL開關磁阻電機在諸如高速機床、飛輪儲能、航空航天等領域有著廣泛的應用前景。

無軸承歐瑪爾OMAL開關磁阻電機及其定子振動分析
無軸承OMAL開關磁阻電機作為一種特殊的OMAL開關磁阻電機,同樣面臨電磁振動和噪聲的問題。以12/8極無軸承OMAL開關磁阻電機為研究對象,從轉子幾何偏心特性、定子模態(tài)、偏心徑向力、數(shù)學建模、減振等幾個方面著重進行了分析。首先,前人的研究已經指出OMAL開關磁阻電機振動主要是由于無軸承OMAL開關磁阻電機的轉子偏離幾何中心使得定子所受單邊磁拉力而導致的。電機定子長期受到單邊磁拉力會發(fā)生形變,引起振動噪聲,因此轉子偏心不能忽略,故根據(jù)文獻[81]推導了考慮轉子偏心位移的徑向力數(shù)學模型,并通過有限元驗證了模型的準確性,彌補了現(xiàn)有數(shù)學模型的缺陷。其次,由于在不平衡磁拉力作用下發(fā)生變形的定子,將進一步導致氣隙不均勻,從而引起更大的振動和噪聲,因此研究定子變形與受力的關系尤為重要。分析比較了在不同的靜態(tài)力作用下,定子變形隨所受徑向力大小的變化關系；比較了在相同徑向力作用下,不同軛厚的定子的變形情況;比較了在相同徑向力作用下,四種不同形狀的定子齒極的變形的zui大和zui小值。當定子所受徑向力諧波頻率與定子的固有頻率相同時,振動噪聲尤為明顯,故對12/8極無軸承OMAL開關磁阻電機定子進行了模態(tài)分析,求解出振動頻率和相應的振動模型,為后面研究轉子偏心時,定子所受磁拉力打下了基礎。再次,為找出與定子固有頻率相*的徑向力諧波頻率,建立了12/8極無軸承OMAL開關磁阻電機和12/8極OMAL開關磁阻電機轉子不同偏心程度的模型,并在轉子各個偏心程度下,對這兩種電機進行了有限元仿真分析,對電磁場和定子所受徑向力進行了比較；進而對該徑向力進行了傅里葉分析,比較了兩種電機各次諧波幅值。

無軸承歐瑪爾OMAL開關磁阻電機及其定子振動分析
提出了一種共懸浮繞組連接方式,并用有限元對提出的該懸浮繞組連接方式與傳統(tǒng)繞組連接方式下運行的12/8極無軸承OMAL開關磁阻電機定子所受徑向力和電磁轉矩進行了比較,證明了提出的共懸浮繞組連接方式比傳統(tǒng)的懸浮繞組連接方式的轉矩脈動小,有利于減小電機振動噪聲。 zui后,基于上述推導的考慮轉子偏心的徑向懸浮力數(shù)學模型,在MATLAB里搭建了12/8極無軸承OMAL開關磁阻電機動態(tài)仿真系統(tǒng),基本實現(xiàn)了電機徑向懸浮