電気モーターのノイズは、空力ノイズ源、機械ノイズ源、電磁ノイズ源の 3 つのカテゴリに分類できます。近年、電磁ノイズ源の影響に対する注目が高まっています。これは主に 2 つの理由によるものです。(a) 中小型モータ、特に定格 1.5kW 未満のモータでは、電磁ノイズが音場を支配します。 (b) この種のノイズは主に、一度製造されたモーターの磁気特性を変更するのが難しいことが原因です。
これまでの研究では、モーターノイズに対するさまざまな要因の影響が広く調査されてきました。たとえば、内部永久磁石同期モータードライブの音響ノイズ挙動に対するパルス幅変調電流の影響などです。固定子の共振周波数に対する巻線、フレーム、含浸の影響。コアのクランプ圧力、巻線、ウェッジ、歯の形状、温度などが、さまざまな種類のモーターのステーターの振動挙動に及ぼす影響。
ただし、ステーターコアの積層に関しては、モーターの振動挙動への影響は十分に研究されていませんが、積層のクランプによってコアの剛性が向上し、場合によってはコアの剛性が向上する可能性があることは知られています。ショックアブソーバー。ほとんどの研究では、モデリングの複雑さと計算負荷を軽減するために、ステーター コアを厚く均一な円筒形のコアとしてモデル化します。
マギル大学の研究者イッサ・イブラヒム氏と彼のチームは、多数のモーターサンプルを分析することで、積層ステーターコアと非積層ステーターコアがモーターノイズに与える影響を研究しました。彼らは、実際のモーターの測定された幾何学的寸法と材料特性に基づいて CAD モデルを構築しました。参照モデルは 4 極 12 スロットの内部永久磁石同期モーター (IPMSM) です。積層固定子コアのモデリングは、Simcenter 3D の積層モデル ツールボックスを使用して完了しました。このツールボックスは、減衰係数、積層方法、層間許容値、接着剤のせん断応力および法線応力などのパラメータを含む、メーカーの仕様に従って設定されました。モーターが発する音響ノイズを正確に評価するために、彼らはステーターと流体の間の結合を可能にする効率的な音響モデルを開発し、既存のステーター構造の周囲の音響流体をモデル化して、IPM モーターの周囲の音場を解析しました。
研究者らは、積層ステーターコアの振動モードは、同じモーター形状の非積層ステーターコアに比べて共振周波数が低いことを観察しました。動作中に頻繁に共振があったにもかかわらず、積層ステータコアモーター設計の音圧レベルは予想よりも低かった。 0.9 を超える相関係数値は、同等の固体固定子コアの音圧レベルを正確に推定するための代理モデルに依存することにより、音響研究のために積層固定子をモデル化する計算コストを削減できることを示しています。
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