Vibroakustična karakterizacija elektronsko komutiranih motorjev : doktorsko delo

slovenski

doktorska dela

2019

Disertacije   elektromagnetne sile   Elektromotorji   Hrup   modalna superpozicija   preklopna frekvenca   pulzno-širinska modulacija   rekonstrukcija magnetnega polja   strukturna dinamika   strukturni hrup

Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo
(Obvezni izvod spletne publikacije)

Hitrost in navor elektronsko komutiranih motorjev krmilimo s pomočjo pulzno širinske modulacije (PŠM). Slednja vpliva na fazne tokove motorja, kjer se poleg osnovne, želene frekvenčne komponente, pojavijo tudi številni visoko frekvenčni preklopni harmoniki. Slednji se odražajo v vzbujevalnih elektromagnetnih silah, vibracijskem odzivu dinamske strukture in končnemu strukturnemu hrupu. Vpliv parametrov PŠM na hrup smo preučili eksperimentalno in numerično. Za pridobitev jasnega vpogleda v fizikalno dogajanje smo zasnovali eksperiment, sestavljen iz originalnih delov motorja, ki omogoča kontrolirano vzbujanje, merjenje elektromagnetnih sil in hrupa, ter izključuje mehanske in aerodinamične vire hrupa. Pri numeričnem modeliranju hrupa smo preučili pristop reševanja multifizikalnega problema z uporabo metode končnih elementov za popis električne, elektromagnetne, strukturne in akustične domene. Tak pristop je računsko neučinkovit, zato smo v nadaljevanju predstavili metodo hitrega izračuna hrupa motorja pri vzbujanju s PŠM. Slednja temelji na uporabi razširjene metode rekonstrukcije magnetnega polja in metode modalne superpozicije ter je zaradi računske učinkovitosti primerna tudi za parametrične analize. Na podlagi eksperimentalnega in numeričnega dela smo ugotovili, da preklopni harmoniki PŠM lahko vzbujajo lastno dinamiko strukture ter posledično rezultirajo v povečan strukturni hrup. Hrup preklopnih harmonikov PŠM pa lahko znatno zmanjšamo z ustrezno izbiro preklopne frekvence, ki jo določimo v skladu s strukturno dinamiko sistema.

15.05.2023