一種電機電磁激振載荷的識別方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種電機電磁激振載荷的識別方法，屬于電機結構聲學設計領域，適 用于電機結構聲學設計中電磁激振載荷的識別及頻率特性分析并可以用于電機結構振動 的仿真計算。
【背景技術】
[0002] 對于電機，由于氣隙磁場的相互作用，在定轉子上產生隨時間和空間變化的電磁 激振力，如果電磁激振力頻率與電機結構的某些模態頻率接近則將產生共振，從而引起電 機振動噪聲的明顯增大，這就需要研宄電磁激振力的頻率特性。由于電機定子上的電磁激 振力隨時間和空間（定子軸向和周向位置）變化，增大了電磁激振力的測量難度，因此只能 利用與電機電磁激振力相關的可測參數進行間接測量。間接測量法主要有兩種，一種是在 電機定子齒上布置感應線圈，通過感應線圈上磁通量的變化來測量磁場特性，但由于布置 在整個齒上，測量得到的是整個齒的平均值，難以反映磁場的軸向分布；另一種是將很薄的 Hall效應傳感器直接安裝在電機定子與轉子之間的氣隙中，但由于Hall傳感器具有一定 厚度，這將影響定轉子間的氣隙而使測量不準確，并且為了測量軸向和周向分布而往往需 要在有限的氣隙內布置較多數量的Hall傳感器，這也將增大測試安裝難度并產生一定的 安全隱患。考慮到上述測試方法存在的不足，可采用矩陣求逆法進行電磁激振載荷識別，該 方法通過電機運行工況下的輸出端響應乘以輸入與輸出端之間的力-加速度矩陣的廣義 逆來識別輸入端的激振載荷。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于，克服傳統間接測試方法的不足，提供一種能提高電機電磁激 振載荷識別的準確性，克服傳統間接測試方法的測試安裝難度，實現電機電磁激振載荷的 等效計算和頻率特性分析，指導電機結構聲學設計，是考慮到電磁激振力隨時間和空間的 分布特性，測試安裝簡單的電機電磁激振載荷的識別方法。
[0004] 本發明的技術方案是： 一種電機電磁激振載荷的識別方法，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截面的激勵力， 并在每個截面的周向均勻等效為八個激勵力，共計24個激勵力。等效的24個激勵力與實 際的激勵力均具有使結構產生相同振動響應的效果，此等效激勵力可以用于仿真激勵的加 載； 步驟2,測點布置：確定電機電磁激振源的等效激勵點，即沿定子鐵芯內壁的軸向和周 向均勻布置，軸向均勻選取三個截面，每個截面的周向均勻選取八個激勵點，并根據激勵點 確定參考點的個數和位置；參考點的個數為激勵點個數的2倍以上，以滿足矩陣求逆過程 中的數學變換要求； 步驟3,傳遞函數測試：拆除作為主動件的轉子，利用傳遞函數測試裝置，測試激勵點 至參考點的傳遞函數； 步驟4,工況響應測試：在額定工況下，利用工況響應測試裝置，進行參考點的振動加 速度響應測試； 步驟5,載荷識別：采用矩陣求逆方法
【主權項】
1. 一種電機電磁激振載荷的識別方法，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=個截面的激勵力， 并在每個截面的周向均勻等效為八個激勵力，共計24個激勵力；等效的24個激勵力與實 際的激勵力均具有使結構產生相同振動響應的效果，此等效激勵力可W用于仿真激勵的加 載； 步驟2,測點布置；確定電機電磁激振源的等效激勵點，即沿定子鐵巧內壁的軸向和周 向均勻布置，軸向均勻選取=個截面，每個截面的周向均勻選取八個激勵點，并根據激勵點 確定參考點的個數和位置；參考點的個數為激勵點個數的2倍W上，W滿足矩陣求逆過程 中的數學變換要求； 步驟3,傳遞函數測試：拆除作為主動件的轉子，利用傳遞函數測試裝置，測試激勵點 至參考點的傳遞函數； 步驟4,工況響應測試；在額定工況下，利用工況響應測試裝置，進行參考點的振動加 速度響應測試； 步驟5,載荷識別；采用矩陣求逆方法
計算載荷，即激勵 點至參考點的傳遞函數矩陣的逆矩陣抒與參考點的工況響應，相乘獲得。
2. 根據權利要求1所述的一種電機電磁激振載荷的識別方法，其特征在于，所述步驟3 中是基于鍵擊法并利用傳遞函數測試裝置測試激勵點至參考點的傳遞函數，所述傳遞函數 測試裝置包括力鍵、加速度傳感器、數據采集前端、PC機，將加速度傳感器布置在參考點，力 鍵敲擊激勵點W產生寬頻脈沖激勵力信號，力鍵、加速度傳感器通過數據采集前端與PC機 連接，數據采集前端要采集的數據是；力鍵敲擊激勵點產生的激勵力信號、參考點的振動加 速度響應信號，并經PC機數據處理為激勵點至參考點的傳遞函數。
3. 根據權利要求1所述的一種電機電磁激振載荷的識別方法，其特征在于，所述步驟4 中工況響應測試是利用工況響應測試裝置，測試參考點的工況響應；所述工況響應測試裝 置包括加速度傳感器、數據采集前端、PC機，將加速度傳感器布置在參考點，加速度傳感器 通過數據采集前端與PC機連接，數據采集前端要采集的數據是；參考點在工況下的振動加 速度響應。
4. 根據權利要求1所述的一種電機電磁激振載荷的識別方法，其特征在于，對于頻域 上的電磁激振載荷進行反傅里葉變換，可W獲得電磁激振載荷的時域特征。
【專利摘要】本發明是一種電機電磁激振載荷的識別方法，屬于電機結構聲學設計領域，適用于電機結構聲學設計中電磁激振載荷的識別并可用于電機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、測點布置、傳遞函數測試、工況響應測試和載荷識別。本發明的優點是：能提高電機電磁激振載荷識別的準確性，克服傳統間接測試方法的測試安裝難度，并考慮電磁激振力隨時間和空間的分布特性，實現電機電磁激振載荷的等效計算和頻率特性分析，指導電機結構聲學設計，是測試安裝簡單的電機電磁激振載荷的識別方法。
【IPC分類】G01M7-02
【公開號】CN104849004
【申請號】CN201510227635
【發明人】余虎, 張國兵, 田磊, 譚登洪
【申請人】中國船舶重工集團公司第七一二研究所
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月7日