电动机有限元振动计算模型中阻尼参数的精确识别方法技术

本发明专利技术涉及一种电动机有限元振动计算模型中阻尼参数的精确识别方法。本发明专利技术在电动机有限元振动计算模型的固有频率和振型得到校准的前提下，采用将电动机在激振器下的激励‑响应试验和有限元仿真计算相结合的方法，来进行阻尼参数的精确识别。一方面，可以有效的规避目前行业内普遍存在的阻尼参数识别精度不高的技术难题；另一方面，可以有效的修正计算模型与实际模型之间的误差，提高了阻尼参数与有限元振动计算模型的匹配性。采用该方法，获取的阻尼参数，可以显著提高电动机振动计算的精度，从而c提高电动机振动噪声预估的准确性，对电动机减振降噪优化设计有着重要意义。

【技术实现步骤摘要】
电动机有限元振动计算模型中阻尼参数的精确识别方法
本专利技术涉及一种电动机有限元振动计算模型中阻尼参数的精确识别方法，属于电机

技术介绍
电动机有限元振动计算模型中的阻尼参数对电动机振动计算的精度有着重要影响。在进行电动机振动计算时，当电动机激励频率与自身的固有频率接近时，会发生共振现象，就会产生较大的振动加速度，振幅大小与阻尼为近似的线性反比关系，此时阻尼参数的大小是影响振动加速度计算结果的关键因素。为了提高电动机振动计算精度，更加精确的预估电动机的振动噪声，为电动机的设计和优化提供更加可靠的依据，需要对振动计算模型中的阻尼参数进行精确识别。对于阻尼参数的识别方法，目前主要采用模态试验方法。模态试验，根据激励手段的不同，又分为力锤激励和激振器激励，但是不管采用哪种模态试验方法，阻尼参数的识别精度都不算高，误差通常能相差好几倍，不能满足电动机振动计算的需求。模态试验的对象是实际的电动机模型，而有限元振动计算模型不可避免的对真实电动机进行了简化和抽象，两种模型之间会存在一定的误差，将实际电动机的阻尼参数直接用于有限元模型振动计算模型，并不完全匹配，会造成一定的误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提高有限元振动计算模型的精度。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供了一种电动机有限元振动计算模型中阻尼参数的精确识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、选取真实电动机进行模态测试，获得模态参数，模态参数包括固有频率、振型和阻尼；步骤2、根据真实电动机的材料、结构尺寸和装配关系，建立电动机有限元振动计算初始结构模型，并采用该模型计算出有绕组定子各阶次模态参数，包括各阶次固有频率及振形；步骤3、将步骤1获得的模态参数与步骤2获得的有限元振动计算初始结构模型的模态计算结果相结合，对有限元振动计算模型中的材料参数和接触关系进行修正，获得电动机有限元振动计算精确结构模型；步骤4、对电动机进行激励-响应试验；步骤5、采用步骤3得到的电动机有限元振动计算精确结构模型，施加步骤4中激励-响应试验相同位置、方向、幅值和频率的激振力，设定初始阻尼参数，进行振动仿真计算，在计算结果中提取与步骤4中激励-响应试验相同位置处的振动响应；步骤6、将步骤5中的阻尼参数作为优化变量，步骤5与步骤4中激励-响应结果的接近程度作为优化目标，对阻尼参数进行优化；步骤7、重复步骤5和步骤6，当步骤5与步骤4中的振动响应结果偏差足够小时，则完成电动机有限元振动计算精确结构模型中的阻尼参数的精确识别。优选地，在步骤1中，所述模态测试包括以下步骤：步骤1.1、将电动机悬挂在空中，在电动机的机脚及机壳上分别布置多个测点，每个测点布置一个加速度传感器；步骤1.2、在电动机的侧面布置带有力传感器的激振器，力传感器和加速度传感器与动态信号采集仪相连，动态信号采集仪连接软件平台；步骤1.3、采用单点激励-多点响应的方法进行模态测试，测试时，激振器的激励信号为随机激励，并对测量结果进行模态参数识别，模态参数包括固有频率、振型和阻尼。优选地，在步骤4中，利用所述激振器对电动机进行激励-响应试验。对于有限元振动计算模型而言，最合适的阻尼参数应该是，在计算模型的固有频率和振型与实际电动机基本一致的前提下，给于计算模型与实际电动机一致的激励，能够获得与实际电动机一致的振动响应。因此，本专利技术在电动机有限元振动计算模型的固有频率和振型得到校准的前提下，采用将电动机在激振器下的激励-响应试验和有限元仿真计算相结合的方法，来进行阻尼参数的精确识别。一方面，可以有效的规避目前行业内普遍存在的阻尼参数识别精度不高的技术难题；另一方面，可以有效的修正计算模型与实际模型之间的误差，提高了阻尼参数与有限元振动计算模型的匹配性。采用该方法，获取的阻尼参数，可以显著提高电动机振动计算的精度，从而提高电动机振动噪声预估的准确性，对电动机减振降噪优化设计有着重要意义。本专利技术与现有技术相比有以下优点：1)可以有效的规避目前行业内在阻尼参数识别精度不高方面的技术难题；2)可以有效的修正计算模型与实际模型之间的误差，提高了阻尼参数与有限元振动计算模型的匹配性；3)可以显著提高电动机振动计算的精度，从而提高电动机振动噪声预估的准确性，对电动机减振降噪优化设计有着重要意义。附图说明图1为电动机模态试验和激励-响应试验的示意图。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。结合图1，本专利技术提供的一种电动机有限元振动计算模型中阻尼参数的精确识别方法包括以下步骤：步骤1、选取真实电动机进行模态测试，获得模态参数(包括固有频率、振型和阻尼)。如图1所示，模态测试时，使用弹簧和尼龙绳将电动机悬挂在空中。在电动机的4个机脚位置布置4个测点，在电动机的机壳上布置4个测点，整个电动机总共布置了8个测点，每个测点布置一个加速度传感器1。在电动机的侧面布置带有力传感器2的激振器3。力传感器2和加速度传感器1与动态信号采集仪相连，动态信号采集仪连接软件平台。采用单点激励-多点响应的方法进行模态测试，激振器3的激励信号为随机激励。并对测量结果进行模态参数识别(包括固有频率、振型和阻尼)。步骤2、根据真实电动机的材料、结构尺寸和装配关系，建立电动机有限元振动计算初始结构模型；并采用该模型计算出有绕组定子各阶次模态参数，包括各阶固有频率及振形。步骤3、在步骤2的基础上，根据模态参数测量与识别的结果，结合有限元振动计算初始结构模型的模态计算结果，对有限元振动计算模型中的材料参数和接触关系进行修正，获得电动机有限元振动计算精确结构模型。在建立了电动机有限元振动计算精确结构模型的前提下，采用将电动机在激振器3下的激励-响应试验和有限元仿真计算相结合的方法，对电动机有限元振动计算精确结构模型中的阻尼参数进行精确识别。具体步骤如下：步骤1、采用激振器3对真实电动机进行激励-响应试验。如图1所示，激励-响应试验时，使用弹簧和尼龙绳将电动机悬挂在空中。在电动机的4个机脚位置布置4个测点，整个电动机总共布置了4个测点，每个测点布置一个加速度传感器1。在电动机的侧面布置带有力传感器2的激振器3，力传感器2和加速度传感器1与动态信号采集仪相连，动态信号采集仪连接软件平台。激振器3激励信号为正弦定频激励，激励频率与电动机的实际电磁振动频率一致。测量不同激励频率下，电动机的激励-响应传递函数。步骤2、采用电动机有限元振动计算精确结构模型，施加激励-响应试验相同位置、方向、幅值和频率的激振力，依据模态试验结果设定初始阻尼参数，进行振动仿真计算，在计算结果中提取与激励-响应试验相同位置处的振动响应；步骤3、将阻尼参数作为优化变量，步骤1与步骤2中振动响应结果的接近程度作为优化目标，对阻尼参数进行优化。步骤4、重复步骤2和步骤3，当步骤1与步骤2中的振动响应结果偏差足够小时，则完成电动机有限元振动计算精确结构模型中的阻尼参数的精确识别。虽然本专利技术已参照上述的实施例来描述，但是本
中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本专利技术，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本专利技术，所以并非作为对本专利技术的限定，只要在本专利技术的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化，变形都将落入本专利技术权利要求的保护范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机有限元振动计算模型中阻尼参数的精确识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、选取真实电动机进行模态测试，获得模态参数，模态参数包括固有频率、振型和阻尼；步骤2、根据真实电动机的材料、结构尺寸和装配关系，建立电动机有限元振动计算初始结构模型，并采用该模型计算出有绕组定子各阶次模态参数，包括各阶次固有频率及振形；步骤3、将步骤1获得的模态参数与步骤2获得的有限元振动计算初始结构模型的模态计算结果相结合，对有限元振动计算模型中的材料参数和接触关系进行修正，获得电动机有限元振动计算精确结构模型；步骤4、对电动机进行激励‑响应试验；步骤5、采用步骤3得到的电动机有限元振动计算精确结构模型，施加步骤4中激励‑响应试验相同位置、方向、幅值和频率的激振力，设定初始阻尼参数，进行振动仿真计算，在计算结果中提取与步骤4中激励‑响应试验相同位置处的振动响应；步骤6、将步骤5中的阻尼参数作为优化变量，步骤5与步骤4中激励‑响应结果的接近程度作为优化目标，对阻尼参数进行优化；步骤7、重复步骤5和步骤6，当步骤5与步骤4中的振动响应结果偏差足够小时，则完成电动机有限元振动计算精确结构模型中的阻尼参数的精确识别。...

【技术特征摘要】
1.一种电动机有限元振动计算模型中阻尼参数的精确识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、选取真实电动机进行模态测试，获得模态参数，模态参数包括固有频率、振型和阻尼；步骤2、根据真实电动机的材料、结构尺寸和装配关系，建立电动机有限元振动计算初始结构模型，并采用该模型计算出有绕组定子各阶次模态参数，包括各阶次固有频率及振形；步骤3、将步骤1获得的模态参数与步骤2获得的有限元振动计算初始结构模型的模态计算结果相结合，对有限元振动计算模型中的材料参数和接触关系进行修正，获得电动机有限元振动计算精确结构模型；步骤4、对电动机进行激励-响应试验；步骤5、采用步骤3得到的电动机有限元振动计算精确结构模型，施加步骤4中激励-响应试验相同位置、方向、幅值和频率的激振力，设定初始阻尼参数，进行振动仿真计算，在计算结果中提取与步骤4中激励-响应试验相同位置处的振动响应；步骤6、将步骤5中的阻尼参数作为优化变量，步骤5与步骤4中激励-响应结果的接近程度作为优化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，额尔和木巴亚尔，张伟，韩素芳，孙中杰，
申请(专利权)人：上海电器科学研究所集团有限公司，上海电器科学研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31