מקורות רעש הרטט במנועים סינכרוניים בעלי מגנט קבוע

הרטט שלמנועים סינכרוניים עם מגנט קבוענובע בעיקר משלושה היבטים: רעש אווירודינמי, ויברציה מכנית ויברציה אלקטרומגנטית. רעש אווירודינמי נגרם משינויים מהירים בלחץ האוויר בתוך המנוע וחיכוך בין הגז למבנה המנוע. ויברציה מכנית נגרמת מעיוות אלסטי מחזורי של מיסבים, פגמים גיאומטריים וחוסר איזון בציר הרוטור. ויברציה אלקטרומגנטית נגרמת על ידי עירור אלקטרומגנטי, והשדה המגנטי של מרווח האוויר פועל על ליבת הסטטור, וגורם לעיוות רדיאלי של הסטטור, המועבר למעטפת המנוע ומקרין רעש. למרות שהרכיב המשיקי של השדה המגנטי של מרווח האוויר קטן, הוא יכול לגרום לאדוות מומנט גלגל שיניים ולוויברציות מנוע. בהנעה שלמנועים סינכרוניים עם מגנט קבוע, עירור אלקטרומגנטי הוא המקור העיקרי של רטט.

בשלב התכנון הראשוני שלמנועים סינכרוניים עם מגנט קבוע, על ידי יצירת מודל תגובת רטט, ניתוח תכונות העירור האלקטרומגנטי והמאפיינים הדינמיים של המבנה, חיזוי והערכה של רמת רעש הרטט, ואופטימיזציה של התכנון לרטט, ניתן להפחית את רעש הרטט, לשפר את ביצועי המנוע ולקצר את מחזור הפיתוח.

ניתן לסכם את התקדמות המחקר הנוכחית לשלושה היבטים:

1. מחקר על עירור אלקטרומגנטי: עירור אלקטרומגנטי הוא הגורם הבסיסי לוויברציות, והמחקר נמשך כבר שנים רבות. מחקרים מוקדמים כללו חישוב התפלגות הכוחות האלקטרומגנטיים בתוך מנועים וגזירת נוסחאות אנליטיות לכוחות רדיאליים. בשנים האחרונות, שיטות סימולציה של אלמנטים סופיים וניתוח מספרי יושמו באופן נרחב, וחוקרים מקומיים וזרים חקרו את השפעתן של תצורות חריץ קטבים שונות על מומנט הקוגינג של מנועים סינכרוניים בעלי מגנט קבוע.

2. מחקר על מאפיינים מודאליים מבניים: המאפיינים המודאליים של מבנה קשורים קשר הדוק לתגובת הרטט שלו, במיוחד כאשר תדר העירור קרוב לתדר הטבעי של המבנה, תתרחש תהודה. חוקרים מקומיים וזרים חקרו את המאפיינים המבניים של מערכות סטטור מנוע באמצעות ניסויים וסימולציות, כולל גורמים המשפיעים על תדרים מודאליים כגון חומרים, מודול אלסטיות ופרמטרים מבניים.

3. מחקר על תגובת רטט תחת עירור אלקטרומגנטי: תגובת הרטט של מנוע נגרמת על ידי עירור אלקטרומגנטי הפועל על שיני הסטטור. החוקרים ניתחו את ההתפלגות המרחבית-זמנית של הכוח האלקטרומגנטי, העמיסו עירור אלקטרומגנטי על מבנה הסטטור של המנוע, וקיבלו חישובים מספריים ותוצאות ניסוייות של תגובת הרטט. החוקרים חקרו גם את השפעת מקדם הריסון של חומר המעטפת על תגובת הרטט.