Влияние шихтовки статора взрывозащищенного двигателя на шум двигателя 

Рисунок 1 (а) Двумерная электромагнитная модель (б) Диапазон изменения проектных переменных во всем проектном пространстве

пластин статора в контроле шума во взрывозащищенных двигателях . Сердечник статора, основной компонент
взрывозащищенных двигателей , изготавливается с использованием двух производственных процессов: ламинированный (слоистый) и неламинированный (твердотельный). Традиционные исследования часто упрощают статор до однородного цилиндра, чтобы уменьшить сложность моделирования, но такой подход не может точно отразить фактические динамические характеристики слоистой структуры. Исследования группы Иссы Ибрагима в Университете Макгилла показали, что ламинированные статоры эффективно подавляют передачу вибрации сердечника за счет демпфирующего эффекта межпластинчатой изоляции и клеев. Во взрывозащищенных двигателях такая структура не только повышает жесткость сердечника, но и рассеивает электромагнитную энергию за счет межфазного трения и сдвига, тем самым уменьшая амплитуду резонанса. Например, образец шихтованного статора для 4-полюсного 12-пазового синхронного двигателя с внутренними постоянными магнитами (IPMSM) демонстрирует более низкую резонансную частоту и значительно более низкий уровень звукового давления (SPL), чем нешихтованная модель статора той же геометрии. Это объясняется многослойным механизмом демпфирования между шихтованными пластинами.

Влияние процесса ламинирования на вибрационные характеристики взрывозащищенных двигателей . Статорные пластины
взрывозащищенных двигателей обычно изготавливаются путем штамповки, нанесения покрытия и ламинирования листов кремнистой стали. Изоляционный слой и клей между пластинами создают микроскольжение под действием электромагнитных сил, поглощая энергию вибрации и, таким образом, ослабляя структурный резонанс, вызванный радиальными силовыми волнами на поверхности статора. Экспериментальные данные показывают, что уровень звукового давления ламинированного статора в среднем на 3-5 дБ ниже, чем у неламинированного статора в диапазоне скоростей 500-3000 об/мин, а коэффициент корреляции Спирмена превышает 0,9, что указывает на то, что суррогатная модель может эффективно заменить сложную модель ламинирования для прогнозирования шума. Это открытие дает основу для облегченной конструкции взрывозащищенных двигателей : путем оптимизации параметров ламинирования (таких как давление зажима, межслойный допуск и прочность соединения) можно добиться контроля шума без ущерба для взрывозащищенных характеристик.

Связь между конструкцией ламинирования и электромагнитным шумом во взрывозащищенных двигателях.
Электромагнитный шум в первую очередь вызывается гармониками магнитного притяжения между статором и ротором. Во взрывозащищенных двигателях из-за необходимой защиты корпуса вибрация статора легче передается наружу через конструкцию. Ламинированные статоры корректируют распределение собственных частот статора, изменяя эквивалентный модуль Юнга и коэффициент затухания сердечника, чтобы избежать перекрытия с основными волнами электромагнитной силы (такими как 48-я и 96-я гармоники). Моделирование ламинированного моделирования в Simcenter 3D показывает, что структура ламинирования сдвигает модальную частоту статора в сторону более низких частот, но расширяет резонансный пик, тем самым уменьшая импульсы переходного шума. Это особенно важно для взрывозащищенных двигателей , которые часто работают в условиях частотно-регулируемого привода. Подавление широкополосной вибрации улучшает приспособляемость двигателя к гармоникам тока.

Инженерные приложения и перспективы на будущее :
При проектировании взрывозащищенных двигателей процесс ламинирования статора должен обеспечивать баланс между электромагнитной эффективностью, механической прочностью и акустическими характеристиками. Например, использование листов кремнистой стали с высокой проницаемостью, ламинированных эпоксидным клеем, может одновременно отвечать требованиям к жесткости взрывозащищенного корпуса и требованиям к затуханию внутренней вибрации. В будущем сочетание моделей агентов искусственного интеллекта с мультифизическим моделированием позволит быстро итерировать параметры ламинирования (такие как толщина листа и плотность клея), что будет способствовать разработке сверхтихих взрывозащищенных двигателей . Кроме того, ожидается, что индивидуальные решения по ламинированию (такие как неравномерное распределение усилия зажима) дополнительно оптимизируют акустические и вибрационные характеристики высококлассных взрывозащищенных двигателей .