关于电机转子动平衡的一两点

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新能源电机设计与制造过程中,转子动平衡是一项至关重要的技术,它确保了转子在高速运转时的稳定性和效率。本文将探讨如何选择合适的转速,并讨论当前动平衡领域所面临的挑战及其解决方案。

永磁同步电机转子做动平衡

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动平衡机的转速如何选择合理?

我之前研究转速与动平衡之间的关系。当时看了一篇文章映像比较深,如下图。当动平衡机以特定转速运行时,如1600rpm和800rpm,其动平衡残余量明显高于其他转速。这一现象的根源在于,这两个转速恰好是转子的临界转速

在整个转速范围内,除了临界转速外,随着转速的增加,不平衡量总体呈现增大的趋势。(尽管在某些转速下,由于接近临界转速或转速过高而对外部影响因素变得敏感,不平衡量可能会有所突变。)

值得注意的是,随着转速的提高,允许的不平衡量逐渐减小。这意味着,转速越高,转子系统的振动就越强烈,从而对动平衡的精度要求也越高。

基于以上研究,选择转子动平衡的转速时,首选应考虑临界转速。然而,一般而言新能源电驱的转子系统的设计通常确保其临界转速大于其最大转速。因此,从理论上来说转子动平衡的最佳选择通常是在其最大转速下进行。

但是许多动平衡机器设备无法达到高转速,这限制了动平衡效果。关于动平衡设备,市面上基本也就做到4000rpm左右了,高转速对传感器,整套动平衡机的稳定性是一个非常大的挑战,目前其实大家也就将就用着,目前还没发现啥大问题情况下也不会考虑花较大成本去升级高转速动平衡设备。

动平衡机

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转子动平衡恶化:原因与解决

记得18年那会,转子做完超速后动平衡超额非常严重,后来研究其原因发现现有新能源电机转子制作方法多采用压装方式装配,这种方法需要很大的压装力,压装力越大,转子内部产生内应力也越大。这些内应力在转子旋转时会再次引发不平衡,进一步导致振动和噪音的产生。

特别是第二个问题,如果内应力特别大,当转子运行久了之后,动平衡会恶化非常严重,对整个系统的1阶NVH产生比较大的影响,严重的甚至会到2,3阶次

我们可以采取以下措施来减小内应力对动平衡的影响:

▶ 热处理:通过实施时效处理等热处理工艺,可以有效消除或减少材料内部的残余应力。

▶ 高速去内应力:通过使转子在高速下旋转,可以快速释放和消除材料内部的应力。这种方法对于快速解决内应力问题特别有效。

这里比较推荐高速去应力,热处理法去应力比较碍于温度,毕竟不能像退火一样上700度以上的高温,因此效果个人认为不会特别好,应力大概率还是去不干净。

新能源电机转子动平衡涉及的问题与挑战众多,需要我们在理论与实践中不断探索与创新,以确保转子在高速运转时的稳定性和效率。

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