一種電機(jī)電磁激振載荷的識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電機(jī)電磁激振載荷的識(shí)別方法，屬于電機(jī)結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，適 用于電機(jī)結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計(jì)中電磁激振載荷的識(shí)別及頻率特性分析并可以用于電機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng) 的仿真計(jì)算。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于電機(jī)，由于氣隙磁場(chǎng)的相互作用，在定轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生隨時(shí)間和空間變化的電磁 激振力，如果電磁激振力頻率與電機(jī)結(jié)構(gòu)的某些模態(tài)頻率接近則將產(chǎn)生共振，從而引起電 機(jī)振動(dòng)噪聲的明顯增大，這就需要研宄電磁激振力的頻率特性。由于電機(jī)定子上的電磁激 振力隨時(shí)間和空間（定子軸向和周向位置）變化，增大了電磁激振力的測(cè)量難度，因此只能 利用與電機(jī)電磁激振力相關(guān)的可測(cè)參數(shù)進(jìn)行間接測(cè)量。間接測(cè)量法主要有兩種，一種是在 電機(jī)定子齒上布置感應(yīng)線圈，通過感應(yīng)線圈上磁通量的變化來測(cè)量磁場(chǎng)特性，但由于布置 在整個(gè)齒上，測(cè)量得到的是整個(gè)齒的平均值，難以反映磁場(chǎng)的軸向分布；另一種是將很薄的 Hall效應(yīng)傳感器直接安裝在電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中，但由于Hall傳感器具有一定 厚度，這將影響定轉(zhuǎn)子間的氣隙而使測(cè)量不準(zhǔn)確，并且為了測(cè)量軸向和周向分布而往往需 要在有限的氣隙內(nèi)布置較多數(shù)量的Hall傳感器，這也將增大測(cè)試安裝難度并產(chǎn)生一定的 安全隱患?？紤]到上述測(cè)試方法存在的不足，可采用矩陣求逆法進(jìn)行電磁激振載荷識(shí)別，該 方法通過電機(jī)運(yùn)行工況下的輸出端響應(yīng)乘以輸入與輸出端之間的力-加速度矩陣的廣義 逆來識(shí)別輸入端的激振載荷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于，克服傳統(tǒng)間接測(cè)試方法的不足，提供一種能提高電機(jī)電磁激 振載荷識(shí)別的準(zhǔn)確性，克服傳統(tǒng)間接測(cè)試方法的測(cè)試安裝難度，實(shí)現(xiàn)電機(jī)電磁激振載荷的 等效計(jì)算和頻率特性分析，指導(dǎo)電機(jī)結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計(jì)，是考慮到電磁激振力隨時(shí)間和空間的 分布特性，測(cè)試安裝簡(jiǎn)單的電機(jī)電磁激振載荷的識(shí)別方法。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種電機(jī)電磁激振載荷的識(shí)別方法，其特征在于，步驟包括： 步驟1，確定電磁激振載荷的等效方法：在定子軸向上均勻等效為三個(gè)截面的激勵(lì)力， 并在每個(gè)截面的周向均勻等效為八個(gè)激勵(lì)力，共計(jì)24個(gè)激勵(lì)力。等效的24個(gè)激勵(lì)力與實(shí) 際的激勵(lì)力均具有使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相同振動(dòng)響應(yīng)的效果，此等效激勵(lì)力可以用于仿真激勵(lì)的加 載； 步驟2,測(cè)點(diǎn)布置：確定電機(jī)電磁激振源的等效激勵(lì)點(diǎn)，即沿定子鐵芯內(nèi)壁的軸向和周 向均勻布置，軸向均勻選取三個(gè)截面，每個(gè)截面的周向均勻選取八個(gè)激勵(lì)點(diǎn)，并根據(jù)激勵(lì)點(diǎn) 確定參考點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置；參考點(diǎn)的個(gè)數(shù)為激勵(lì)點(diǎn)個(gè)數(shù)的2倍以上，以滿足矩陣求逆過程 中的數(shù)學(xué)變換要求； 步驟3,傳遞函數(shù)測(cè)試：拆除作為主動(dòng)件的轉(zhuǎn)子，利用傳遞函數(shù)測(cè)試裝置，測(cè)試激勵(lì)點(diǎn) 至參考點(diǎn)的傳遞函數(shù)； 步驟4,工況響應(yīng)測(cè)試：在額定工況下，利用工況響應(yīng)測(cè)試裝置，進(jìn)行參考點(diǎn)的振動(dòng)加 速度響應(yīng)測(cè)試； 步驟5,載荷識(shí)別：采用矩陣求逆方法
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電機(jī)電磁激振載荷的識(shí)別方法，其特征在于，步驟包括： 步驟1，確定電磁激振載荷的等效方法；在定子軸向上均勻等效為=個(gè)截面的激勵(lì)力， 并在每個(gè)截面的周向均勻等效為八個(gè)激勵(lì)力，共計(jì)24個(gè)激勵(lì)力；等效的24個(gè)激勵(lì)力與實(shí) 際的激勵(lì)力均具有使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相同振動(dòng)響應(yīng)的效果，此等效激勵(lì)力可W用于仿真激勵(lì)的加 載； 步驟2,測(cè)點(diǎn)布置；確定電機(jī)電磁激振源的等效激勵(lì)點(diǎn)，即沿定子鐵巧內(nèi)壁的軸向和周 向均勻布置，軸向均勻選取=個(gè)截面，每個(gè)截面的周向均勻選取八個(gè)激勵(lì)點(diǎn)，并根據(jù)激勵(lì)點(diǎn) 確定參考點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置；參考點(diǎn)的個(gè)數(shù)為激勵(lì)點(diǎn)個(gè)數(shù)的2倍W上，W滿足矩陣求逆過程 中的數(shù)學(xué)變換要求； 步驟3,傳遞函數(shù)測(cè)試：拆除作為主動(dòng)件的轉(zhuǎn)子，利用傳遞函數(shù)測(cè)試裝置，測(cè)試激勵(lì)點(diǎn) 至參考點(diǎn)的傳遞函數(shù)； 步驟4,工況響應(yīng)測(cè)試；在額定工況下，利用工況響應(yīng)測(cè)試裝置，進(jìn)行參考點(diǎn)的振動(dòng)加 速度響應(yīng)測(cè)試； 步驟5,載荷識(shí)別；采用矩陣求逆方法
計(jì)算載荷，即激勵(lì) 點(diǎn)至參考點(diǎn)的傳遞函數(shù)矩陣的逆矩陣抒與參考點(diǎn)的工況響應(yīng)，相乘獲得。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)電磁激振載荷的識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟3 中是基于鍵擊法并利用傳遞函數(shù)測(cè)試裝置測(cè)試激勵(lì)點(diǎn)至參考點(diǎn)的傳遞函數(shù)，所述傳遞函數(shù) 測(cè)試裝置包括力鍵、加速度傳感器、數(shù)據(jù)采集前端、PC機(jī)，將加速度傳感器布置在參考點(diǎn)，力 鍵敲擊激勵(lì)點(diǎn)W產(chǎn)生寬頻脈沖激勵(lì)力信號(hào)，力鍵、加速度傳感器通過數(shù)據(jù)采集前端與PC機(jī) 連接，數(shù)據(jù)采集前端要采集的數(shù)據(jù)是；力鍵敲擊激勵(lì)點(diǎn)產(chǎn)生的激勵(lì)力信號(hào)、參考點(diǎn)的振動(dòng)加 速度響應(yīng)信號(hào)，并經(jīng)PC機(jī)數(shù)據(jù)處理為激勵(lì)點(diǎn)至參考點(diǎn)的傳遞函數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)電磁激振載荷的識(shí)別方法，其特征在于，所述步驟4 中工況響應(yīng)測(cè)試是利用工況響應(yīng)測(cè)試裝置，測(cè)試參考點(diǎn)的工況響應(yīng)；所述工況響應(yīng)測(cè)試裝 置包括加速度傳感器、數(shù)據(jù)采集前端、PC機(jī)，將加速度傳感器布置在參考點(diǎn)，加速度傳感器 通過數(shù)據(jù)采集前端與PC機(jī)連接，數(shù)據(jù)采集前端要采集的數(shù)據(jù)是；參考點(diǎn)在工況下的振動(dòng)加 速度響應(yīng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)電磁激振載荷的識(shí)別方法，其特征在于，對(duì)于頻域 上的電磁激振載荷進(jìn)行反傅里葉變換，可W獲得電磁激振載荷的時(shí)域特征。
【專利摘要】本發(fā)明是一種電機(jī)電磁激振載荷的識(shí)別方法，屬于電機(jī)結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，適用于電機(jī)結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計(jì)中電磁激振載荷的識(shí)別并可用于電機(jī)電磁激振載荷的頻率特性分析。步驟包括：確定電磁激振載荷的等效方法、測(cè)點(diǎn)布置、傳遞函數(shù)測(cè)試、工況響應(yīng)測(cè)試和載荷識(shí)別。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：能提高電機(jī)電磁激振載荷識(shí)別的準(zhǔn)確性，克服傳統(tǒng)間接測(cè)試方法的測(cè)試安裝難度，并考慮電磁激振力隨時(shí)間和空間的分布特性，實(shí)現(xiàn)電機(jī)電磁激振載荷的等效計(jì)算和頻率特性分析，指導(dǎo)電機(jī)結(jié)構(gòu)聲學(xué)設(shè)計(jì)，是測(cè)試安裝簡(jiǎn)單的電機(jī)電磁激振載荷的識(shí)別方法。
【IPC分類】G01M7-02
【公開號(hào)】CN104849004
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510227635
【發(fā)明人】余虎, 張國(guó)兵, 田磊, 譚登洪
【申請(qǐng)人】中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一二研究所
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月7日