[发明专利]一种工作状态下电机振动特性预测模块及试验方法

权利要求书

1.一种电机工作状态下振动特性的预测模块，其特征在于，包括

一电机建模单元：基于实体电机进行构建，包括底座（1.4）、设置在底座（1.4）上的电机本体，所述电机本体上固定有冷却系统（1.1），所述电机本体包括定子（1.2）以及转子（1.3）组件；电机本体和底座（1.4）之间还设置有减振气囊（1.5）；

一网格划分单元：实现了电机模型的网格划分，全局采用六面体拓扑结构进行划分，单元尺寸控制在5~20mm之间，网格数量达到了80万个，并保证了较高的网格质量；

一载荷施加单元：用于加载电机在实际工作状态下受到的电磁力和温升；所述电磁力的加载是根据电机工作状态下定子铁芯受到的实际电磁力大小和分布形式进行加载，温升加载是根据电机工作后产生的稳定温升进行加载；

一模态计算单元：用于计算电机工作时的各阶模态频率及振型；

一模态提取单元：用于提取电机工作时的各阶模态频率及振型。

2.根据权利要求1所述的一种电机工作状态下振动特性的预测模块，其特征在于，所述电机建模单元对定子铁芯进行正交各向异性等效，其作用在于更加真实地模拟出铁芯叠片结构所具有的特征；

对定子机座各壁板之间的焊接进行节点粘接；

对各螺栓装配件之间的结合部按照螺栓压缩锥理论进行处理，并考虑螺栓预紧力的作用，通过梁单元或者预紧单元来模拟螺栓预紧力的效果；

转子与轴承之间的配合根据轴承滚动体的数量采用杆单元进行模拟，并设置一定的径向刚度和轴向刚度，其中径向刚度可根据滚动体的材料和截面尺寸进行设置，轴向刚度根据是否存在挡圈以及是否承受一定的轴向力进行适当设置。

3.根据权利要求1所述的一种电机工作状态下振动特性的预测模块，其特征在于，所述载荷施加单元实现了电机实际工作状态下受到的电磁力和温升加载；电磁力的加载是根据电机工作状态下定子铁芯受到的实际电磁力大小和分布形式进行加载，温升加载是根据电机工作后产生的稳定温升进行加载。

4.一种工作状态下电机振动特性试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤 1：将被试电机安装在铸铁平台上，并采用减振气囊进行弹性安装；

步骤2：接通电源进行电机调试运行，运行正常后停机断电；

步骤3：布置加速度传感器，主要电机壳体和端盖外表面上进行布置，壳体上各测点按30×30cm矩形阵列进行分布，端盖上各测点按照直径相差20cm的同心圆，且圆周方向每隔22.5°布置一个测点；

步骤4：连接测试设备，将传感器信号线连接到数采设备上，将数采设备的数据传输线与PC机连接，启动电源；

步骤5：开启模态测试软件，检测各传感器的信号是否正常，并设置采集参数；

步骤6：重新接通电机电源，通过变频器启动电机，使电机转速平稳上升到额定转速下，与此同时，采集整个过程中各加速度传感器的响应信号，并同步采集电机的实时转速；

步骤7：电机停机，通过模态测试软件中的工作模态分析模块识别和提取电机工作时的各阶模态频率及振型；

步骤8：根据模态置信准则评判识别出的模态的合理性，若验证合理，则断开测试设备和电机电源，结束试验，若验证不合理，则重复步骤6，重新采集与识别。