[发明专利]基于动柔度理论的电机电磁力验证方法

摘要

本发明提供的是一种基于动柔度理论的电机电磁力验证方法。采用锤击法，测得自由悬挂下的电机转子和端盖系统以及刚性安装下的电机定子和机壳系统的模态；提取定子电磁力作用点到连接螺栓安装点以及端盖螺栓安装点到轴承安装点的动柔度；采用有限元法计算自由状态下连接螺栓的动柔度；对组合结构的动柔度进行计算；对负载状态下的轴承安装点响应进行测试，从测试结果中剥离非电磁力激励产生的响应，得到单纯电磁力作用下的轴承安装点响应，将其与计算响应进行比较，验证计算电磁力的正确性。本发明可以对电机电磁力的计算结果进行验证，同时不受气隙长度的影响，对于气隙长度较小、不能布置霍尔传感器的中小型电机尤为适用。

主权项

1.一种基于动柔度理论的电机电磁力验证方法，其特征是：（1）、将被测电机离散为三大部分，分别为定子和机壳系统、连接螺栓、转子和端盖系统；（2）、采用锤击法，对电机的转子和前后端盖进行自由悬挂模态测试，同时对安装了定子的机壳进行刚性安装下的模态测试；（3）、提取定子和机壳系统的动柔度转子和端盖系统的动柔度H_bj(ω)；（4）、建立连接螺栓的有限元模型，采用有限元法计算自由状态下连接螺栓的动柔度根据式Haicj(ω)=Haij(ω)-Hcj(ω)Haij(ω)ejejTHaij(ω)1+Hcj(ω)ejTHaij(ω)ej]]>求得电磁力作用点到螺栓安装点的动柔度进而根据式Hij(ω)=Haicj(ω)-Hbj(ω)Haicj(ω)ejejTHaicj(ω)1+Hbj(ω)ejTHaicj(ω)ej]]>求得各电磁力作用点到轴承支撑点处的动柔度H_ij(ω)，式中：i=1,2,...,N;j=1,2,...,M，为未安装转子端盖系统时电磁力作用点i到螺栓连接点j的动柔度；为转子端盖系统自由悬挂时，螺栓连接点j到轴承安装点的动柔度；为自由状态下，连接螺栓的动柔度；为电机安装完毕时，电磁力作用点i到螺栓连接点j的动柔度；H_ij(ω)为电机安装完毕时，电磁力作用点i到轴承安装点的动柔度；e_j为列向量，且第j行为1，即e_j={0,0,...,1,0,0,...}^T；（5）、根据式求得电机轴承安装点的加速度响应A(ω)，该响应即电机在正常安装条件下，受电磁力激励产生的加速度值；（6）、采用一台与被测电机参数相同的电机拖动被测电机转动，通过变频调速使转速达到电磁力的计算转速，测得被测电机轴承安装点的加速度A_m(ω)，该加速度值为被测电机受非电磁力激励下的响应；（7）、改变负载转矩，使被测电机在电磁力的计算转速下运转，此时测得的轴承安装点响应为电磁力与非电磁力共同作用下的响应，记为A_a(ω)；（8）、采用矢量相减的方法将非电磁力产生的轴承安装点响应A_m(ω)剥离，求得轴承安装点电机电磁激励下的响应A_e(ω)，A_e(ω)=A_a(ω)-A_m(ω)；（9）、对比电磁力响应的计算值A(ω)与测试值A_e(ω)，验证电机电磁力计算结果的正确性。