电机的振动会影响其性能及使用寿命,它主要包括电磁振动、机械振动和空气振动,其中电磁振动主要由电磁力和硅钢片磁致伸缩效应引起,只有深入研究电磁力与磁致伸效应对电机振动的影响才能更有针对性地设计低振动噪声的电机。然而由于非线性元件以及变频器供电的广泛应用,使得电机激励源中含有大量的谐波,谐波可能会对电机产生转矩波动、绕组发热、振动等不利影响。因此为能更好地分析电机在实际工况下的振动情况,在国家自然科学基金项目和河北省研究生创新资助项目的支持下,本文对谐波参与下考虑磁致伸缩效应的感应电机电磁振动进行研究,本文主要研究工作如下:(1)测量了样机硅钢片的磁特性,分析验证了电机绕组谐波电流的成分通过分析变频器供电时的谐波电流,得到谐波电流的各次谐波分量不仅与变频器本身有关还与电机绕组的接线方式密切相关,实验研究发现,三相对称系统中电机绕组为三相星形连接时激励源中谐波电流主要是5次与7次谐波。因此为了更准确的分析电机在实际工况下的振动,本文利用磁致伸缩测量装置分别测试了正弦电流单独激励时、正弦与不同幅值的5次、7次谐波单独叠加时的硅钢片磁化特性与磁致伸缩特性。(2)建立了感应电机铁心磁-机械耦合模型,并对模型进行有限元计算根据电磁场、应力场相关方程得到了考虑磁致伸缩效应的电机铁心磁-机械耦合模型,并根据所建立的数值模型对电机铁心的磁场与振动进行了数值仿真,得到仅电磁力作用和电磁力与磁致伸缩共同作用时电机应力与振动加速度分布情况,并对振动加速度进行傅立叶分析,最后对空载运行的电机的振动进行了实验测量,实验测量结果与计算结果吻合度较好,从而验证了模型的正确性。(3)谐波与正弦波共同激励下电机电磁振动的计算在所建立的磁-机械数值耦合模型的基础上计算了5次、7次谐波电流分别与正弦电流单独叠加时考虑磁致伸缩效应的电机振动分布情况,从而研究了不同含量的5次、7次谐波对电机电磁振动的影响。