时变载荷作用下永磁直驱发电机外转子铁芯机械响应研究
何玉灵1
杨佳文2
孙凯2
吴学伟2
朱晓光2
罗浩然2
1.华北电力大学 河北省电力机械设备健康维护与失效预防重点实验室,保定 071003;华北电力大学 苏州研究院,苏州 2150002.华北电力大学 河北省电力机械设备健康维护与失效预防重点实验室,保定 071003
摘要：针对外转子直驱永磁发电机在时变磁拉力载荷作用下外转子铁芯机械响应进行理论解析、仿真计算和试验验证.首先,解析了外转子发电机转子铁芯磁拉力的来源及其随载荷变化规律,确定了转子磁拉力表达式以及时间阶次和空间阶次特征.同时分析了外转子铁芯基本振动模型,确定了外转子铁芯基本振动方程.然后,建立了外转子直驱发电机的仿真计算模型,得到了单位面积磁拉力的时空阶次特征和典型日下随时间变化规律.将电磁场得到的单位面积磁拉力密度作为输入载荷导入结构场,进行磁-固(结构)耦合仿真,计算分析了外转子铁芯在参考时刻的变形和应力的分布及振动噪声响应的变化规律.最后,用一台13 kW外转子直驱发电机模拟实例印证了解析和仿真的准确性.研究结果确定了外转子铁芯所承受的时变载荷及其作用下的机械响应分布规律,发现了发电机运行时转子铁芯应该重点检测的时刻和部位,同时分析了时变载荷下的噪声特性,为发电机的维护和设计提供了一定的参考依据.
关键词：外转子直驱永磁同步发电机机械响应磁拉力时变载荷电磁噪声
分类号：TM31(电机)
论文发表日期：2025-04-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 27-38 )
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