Análisis de simulación sobre la vibración y el ruido electromagnético de un nuevo acoplador mecatrónico-electrohidráulico
Autores: Liu, Baoquan; Zhang, Tiezhu; Zhang, Hongxin; Zhang, Zhen; Cao, Yang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de simulación sobre la vibración y el ruido electromagnético de un nuevo acoplador mecatrónico-electrohidráulico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Mecatrónica
Acoplador electrohidráulico
Vibración electromagnética
Análisis de simulación de ruido
Motor síncrono de imán permanente
Respuesta armónica.
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
El acoplador mecatrónico-electrohidráulico (MEHC) es un nuevo tipo de dispositivo de acoplamiento de potencia multisource que integra un motor síncrono de imán permanente tradicional con una bomba/motor de pistón axial de placa oscilante para realizar la conversión mutua de energía eléctrica, energía mecánica y energía hidráulica. Con el fin de mejorar el rendimiento de ruido, vibración y dureza del MEHC, se realizó un análisis de simulación de vibración y ruido electromagnético con un motor de seis polos y 36 ranuras como objeto de investigación. En primer lugar, se dedujo el orden espacial y la frecuencia de la fuerza electromagnética radial mediante un método analítico. Posteriormente, se simuló el campo electromagnético y se extrajo la fuerza electromagnética a través de una transformada rápida de Fourier utilizando el software Ansys/Maxwell para la verificación numérica. Después, el módulo de respuesta armónica acopló el campo electromagnético con el campo estructural para el análisis de respuesta armónica. Finalmente, los resultados de la investigación se importaron al módulo de acústica armónica para un análisis de simulación de ruido y se propusieron dos esquemas de optimización de puentes de aislamiento magnético de diferentes formas. Los resultados sugirieron que ambas soluciones de optimización podrían reducir efectivamente la vibración y el ruido del motor. El esquema uno redujo el ruido máximo en aproximadamente un 6.5% y el esquema dos en un 10.4%. El proceso de análisis y la conclusión proporcionan una base teórica para el análisis de vibración y ruido de motores síncronos de imán permanente con diferentes ranuras enteras.
Descripción
El acoplador mecatrónico-electrohidráulico (MEHC) es un nuevo tipo de dispositivo de acoplamiento de potencia multisource que integra un motor síncrono de imán permanente tradicional con una bomba/motor de pistón axial de placa oscilante para realizar la conversión mutua de energía eléctrica, energía mecánica y energía hidráulica. Con el fin de mejorar el rendimiento de ruido, vibración y dureza del MEHC, se realizó un análisis de simulación de vibración y ruido electromagnético con un motor de seis polos y 36 ranuras como objeto de investigación. En primer lugar, se dedujo el orden espacial y la frecuencia de la fuerza electromagnética radial mediante un método analítico. Posteriormente, se simuló el campo electromagnético y se extrajo la fuerza electromagnética a través de una transformada rápida de Fourier utilizando el software Ansys/Maxwell para la verificación numérica. Después, el módulo de respuesta armónica acopló el campo electromagnético con el campo estructural para el análisis de respuesta armónica. Finalmente, los resultados de la investigación se importaron al módulo de acústica armónica para un análisis de simulación de ruido y se propusieron dos esquemas de optimización de puentes de aislamiento magnético de diferentes formas. Los resultados sugirieron que ambas soluciones de optimización podrían reducir efectivamente la vibración y el ruido del motor. El esquema uno redujo el ruido máximo en aproximadamente un 6.5% y el esquema dos en un 10.4%. El proceso de análisis y la conclusión proporcionan una base teórica para el análisis de vibración y ruido de motores síncronos de imán permanente con diferentes ranuras enteras.