电机的振动和噪声是评定电机质量的重要标志。随着设计制造水平的提高,现代电机设计朝着大电流、高磁密的方向发展,在高磁通、大电流得到应用以及结构日益轻巧的同时,电机产生更大的电磁噪声。对电机振动的研究具有重要的应用价值。电机的振动和噪声研究十分复杂,它涉及到电磁能量转换、机械振动、物理声学、电子学和数学等许多学科。本文围绕YKK500-4感应电机的振动问题展开研究,从激振力入手,分析感应电机的结构振动特性。 首先,基于传统的解析方法分析了研究异步电机电磁径向力波采用的近似磁势乘磁导法,用磁势和磁导的乘积来分析气隙磁通密度的分布,并以此研究径向力波。随后通过机电类比得到用于结构计算的双环型定子结构模型。并初步计算了YKK500-4电机不同转子槽数对其径向力波以及振动噪声的影响。 其次,介绍了基于磁场有限元分析的电磁力计算方法以及如何在ANSYS中应用张力张量法和虚位移法计算电机的电磁力。使用有限元方法可以考虑实际情况中齿槽的影响,以此来弥补解析法中计算的不足。借助电磁力计算方法分析异步电机的径向力波。通过对几种不同槽配合的比较,研究不同转子槽数对径向力波的影响。从而为进一步研究径向力波对电机结构振动的影响奠定了基础。 最后,对异步电机定子结构振动特性展开研究。使用能量法计算结构的固有频率。本文以有限元分析软件ANSYS为工具,以分块Lanczos法提取各阶模态,对感应电机不同模型下的固有频率展开研究和计算。分析比较了2D和3D模型的不同、绕组的作用,并建立了基于真实感应电机定子模型,研究几种定子模型的模态和固有频率。另外,考虑了电机定子结构参数(如定子外径、轴向长度等)对电机振动的影响。