开云|kaiyun(官方)最新下载IOS/安卓版/手机版APP：ANSYSMaxwell电机径向力波仿真

1前言电机振动与噪声仍然是后遗症工程师的难题，相当严重时可沦为要求产品能否符合标准限值的瓶颈和能否平稳运营的关键因素。电机振动和噪声的原因有很多，永磁同步电机在运转过程中不会产生机械振动、空气动力学噪声和电磁噪声。机械振动、空气动力学噪声已研究出有了多种解决方案，但电磁噪声无法彻底消除，是很多永磁同步电机的主要振动噪声源。

电磁噪声是由电机气隙磁场中各次谐波磁场起到于电机铁心产生的径向电磁力构成的。如果电磁力的某些阶次谐波频率与电机的固有频率相似，则不会产生共振，从而产生较小的振动和噪声，甚至损毁电机。为了在竞争中立于不败之地，掌控成本的同时，设计人员在研发初期就应当意识到电磁振动噪声问题，处置力波的阶次和气隙磁密幅值，从源头上减少电磁振动的号召量。

气隙空间的磁场是一个转动力波，除了基波分量外，还有古志谐波分量。一般情况下，转子刚性比较较强，定子铁心的径向变形是主要的。定子变形后引发周围空气振动，从而产生噪声。对于永磁同步电机而言，3组和阻抗时，电磁噪声的主要成分频率是恒定的，而幅值是由励磁线圈产生的基波磁场与电枢反应引发的磁场通过矢量制备的。

2径向电磁力电磁力波本质上是形变，单位是N/m2。根据Maxwell形变张量法，定子铁心单位面积上的径向电磁力与切向电磁力可用为如下表达式：F_rad=(B_r^2-B_t^2)/(2*μ_0)≈(B_r^2)/(2*μ_0)(1)F_(tan)=(B_r*B_t)/μ_0（2）其中，μ_0是真空磁导率。由式（1）、（2）可以显现出，F_rad、F_(tan)与磁感应强度的径向及切向分量、真空磁导率有关。

因径向磁密远大于切向磁密，式（1）中也常常省略切向分量的平方项。磁感应强度为Maxwell的配置文件输出量，但其径向及切向分量必须通过Caculator编辑输入。

3径向及切向磁密贪图方法以一台4近于24槽表贴式永磁同步电机为事例，基于ANSYSMaxwellR19.1版本，模型如下图右图。（3）电机建模模型电机建模解法时用于的是笛卡尔坐标系，按照长时间的建模流程对电机解法以后，在Caculator中展开后处理，转化成公式为B_r=B_x*cos(θ)+B_y*sin(θ)，θ是柱座标与x轴的夹角，Bx是磁感应强度的x轴分量，By是磁感应强度的y轴分量。步骤如下：（4）关上Calculator关上Caculator后，场计算器如图（5）右图，依图（5）（6）、（7）、（8）、（9）、（10）、（11）标识序号的顺序，将径向磁密的表达式载入Caculator栈内。

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