【摘 要】
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本文以某公司车用电力驱动系统的驱动电机为研究对象,首先分析了该电机的转子-轴承系统在不同偏心情况下,转子所受到的径向电磁力及不平衡磁拉力的大小与偏心量的关系;其次通过分析驱动电机转子的结构,建立了转子的3D模型并对其进行了模态仿真分析与实验测试;最后在此基础上建立了电机系统的机电耦合多体动力学模型,重点分析了电机转子在两种不同偏心情况下的运动状态,对转子中心的位移、振动以及转子支撑轴承的受力情况进
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本文以某公司车用电力驱动系统的驱动电机为研究对象,首先分析了该电机的转子-轴承系统在不同偏心情况下,转子所受到的径向电磁力及不平衡磁拉力的大小与偏心量的关系;其次通过分析驱动电机转子的结构,建立了转子的3D模型并对其进行了模态仿真分析与实验测试;最后在此基础上建立了电机系统的机电耦合多体动力学模型,重点分析了电机转子在两种不同偏心情况下的运动状态,对转子中心的位移、振动以及转子支撑轴承的受力情况进行了仿真求解。主要工作可分为以下几点:（1）根据电机转子的偏心与电机不平衡磁拉力之间所具有的非线性关系,本文使用能量法对转子-轴承系统存在偏心时的不平衡磁拉力与电磁转矩进行了理论分析。用Motor CAD建立了驱动电机的电磁仿真模型,并对转子在不同偏心状态下所受的径向电磁力进行了仿真分析。（2）以某公司电力驱动总成的驱动电机转子为研究对象,用Autodesk Inventor建立了转子系统的三维模型。并用ABAQUS对其进行了模态仿真分析,得到了其前六阶固有频率。同时对电机转子进行了模态实验测试,通过对比实验与仿真的结果验了模态分析的正确性。（3）用COMSOL建立了驱动总成电机的机电耦合多体动力学模型,基于模型对转子静态偏心与动态偏心时的转子-轴承系统振动特性进行了分析,绘制了转子的中心运动轨迹图,得到了转子中心的振动位移与振动加速度,分析了两种偏心状态下转子两端支撑轴承的受力情况,以及轴承的位移与轴承中心的运动轨迹。分析结果显示转子静态偏心会在电机高速运行时向混合偏心转变;转子动态偏心时,在电机低速运行阶段由质量偏引起的不平衡磁拉力幅值较小,此时转子的振动主要由质量偏心引起,在电机转速达到一定高度时,不平衡磁拉力会快速上升,转子振幅增大明显,并且在质量偏心和不平衡磁拉力的共同作用下转子最大转速对应频率处的振动幅值会远大于其他频率对应的幅值。
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