Analytical prediction of noise of magnetic origin produced by permanent magnet brushless motors

• Autorzy: Gieras J. F.

Warianty tytułu

PL

Obliczenia analityczne hałasu akustycznego wywołanego polem magnetycznym w silnikach bezszczotkowych o magnesach trwałych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Prediction of acoustic noise radiated by electric motors is nowadays important both for machine manufacturers and users. This paper describes an engineering approach to prediction of noise of magnetic origin produced by permanent magnet (PM) brushless motors. The sound power level (SWL) is calculated on the basis of magnetic field analysis in the air gap, radial forces, natural frequencies of the stator-frame system and radiation efficiency coefficient. Accuracy problems encountered in the analytical and numerical noise prediction have been discussed.

PL

Obliczenia hałasu akustycznego generowanego przez silniki elektryczne są obecnie ważnym zagadnieniem zarówno dla producentów jak i użytkowników maszyn elektrycznych. W artykule przedstawiono podejście inżynierskie do obliczeń hałasu wywołanego polem magnetycznym w silnikach bezszczotkowych o magnesach trwałych. Poziom mocy akustycznej (PMA) jest obliczany na podstawie analizy pola magnetycznego w szczelinie powietrznej, sił promieniowych, częstotliwości naturalnych układu stojan-obudowa oraz współczynnika wypromieniowania dźwięku. Przedmiotem dyskusji są zagadnienia dokładności obliczeń na podstawie metod analitycznych oraz numerycznych.

Słowa kluczowe

EN

permanent magnets; brushless motors; noise; magnetic field

PL

magnesy trwałe; silniki bezszczotkowe; hałas; pole magnetyczne

• Wydawca: Wydawnictwa Uczelniane Politechniki Bydgoskiej im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Elektrotechnika / Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy w Bydgoszczy
• Rocznik: 2008
• Tom: z. 13
• Strony: 5--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Gieras J. F.

• University of Technology and Life Sciences Al. S. Kaliskiego 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland,

Bibliografia

• [1] Jordan H., 1951: Der Geräuscharme Elektromotoren, Verlag W. Girardet, Essen.
• [2] Yang S.J., 1981: Low-noise electrical motors, Clarendon Press, Oxford.
• [3] Timar P.L., Fazekas A., Kiss J., Miklos A., Yang S.J., 1989: Noise and vibration of electrical machines, Elsevier, Amsterdam – Oxford – New York – Tokyo.
• [4] Kwasnicki S., 1998: Magnetic noise of cage induction motors (in Polish), BOBRME Komel, Katowice.
• [5] Heller B., Hamata V.: Harmonic field effects in induction machines, Academia (Czechoslovak Academy of Sciences), Prague, Italy.
• [6] Witczak P., 1995: Determination of mechanical vibration caused by magnetic forces in induction machines (in Polish), Politechnika Lodzka, Zesz. Nauk. No 725, Lodz.
• [7] Verdyck D., Belmans R.J.M., 1994: An acoustic model for a permanent magnet machine:modal shapes and magnetic forces, IEEE Trans. on IA, Vol. 30, No. 6, 1625-1631.
• [8] Zhu Z.Q., Howe D., 1993: Electromagnetic noise radiated by brushless permanent magnet d.c. drives, Electr. Machines and Drives Conf., Oxford, U.K., 606-611.
• [9] Gieras J.F., Wang C., Lai J.C., 2005: Noise of polyphase electric motors, CRC Press – Taylor & Francis, Boca Raton – London – New York.
• [10] Gieras J.F., 2004: Analytical approach to cogging torque calculation of PM brushless motors, IEEE Trans. on IA, 34, No 5, 1310-1316.
• [11] Wang C., Lai J.C.S., 2000: Prediction of natural frequencies of finite length cylindrical shells, Appl. Acoustics, 59, No. 4, 431-447.
• [12] Wang C., Lai J.C.S., Pulle D.W.J., 1999: A statistical method for the prediction of acoustic noise radiation from induction motors, European Power Electronics Conf. EPE’99, Lausanne, Switzerland, Vol. 8, 1-8.
• [13] Wang C., Lai J.C.S., Pulle D.W.J., 2002: Prediction of acoustic noise from variable-speed induction motors: Deterministic versus statistical approaches, IEEE Trans. on IA, 38, No. 4, 1037-1044.
• [14] Lyon R.H., 1975: Statistical energy analysis of dynamical systems: theory and applications, MIT Press, Cambridge, MA, USA.
• [15] Delaree K., Iadevaia M., Heylen W., Saa P., Hameyer H., Belmans R., 1999: Statistical energy analysis of acoustic noise vibration for electric motors: transmission from air gap field to motor frame, IEEE IAS 1999 Conf. and Meeting, 1897-1902.
• [16] Walker J.H., Kerruish N., 1960: Open-circuit noise in synchronous machines, Proc. IEE, Part A, 107, No. 36, 505-512.