一种电机结构噪声激励源的贡献量定量识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电机结构噪声激励源的贡献量定量识别方法，属于电机结构声学 设计领域，适用于电机主要激励源对目标点结构噪声贡献量的定量分析并可W指导电机结 构声学设计。
【背景技术】
[0002] 考核电机的结构振动噪声，仅需测出其振动加速度级，但为了有效控制其结构振 动噪声，必须准确找出起决定作用的激励源，W便有针对性的采取改进措施，该就需要进行 电机主要激励源的识别。电机主要激励源的识别方法包括分步运转法、频谱对比法、相干分 析法和偏相干分析法等，分步运转法是在不同的时间分别让一个激励源突出或者消失来找 到主要的激励源，频谱对比法通过激励源和评估点在振动谱线的峰值对比来粗略确定主要 激励源，相干分析法通过激励源和评估点的相干系数来确定主要的激励源，上述方法只能 粗略确定主要的激励源而不能进行定量分析。针对上述激励源识别方法存在的缺陷和不 足，将传递路径分析技术用于激励源对目标点结构噪声贡献量的定量计算；该方法基于试 验数据建立准确的传递路径模型，进行贡献量评估，从而找出主要激励源。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于，克服传统电机激励源识别方法只能粗略确定而不能定量分析 的不足，提供一种电机结构噪声激励源的贡献量定量识别方法。
[0004] 本发明的技术方案是： 一种电机结构噪声激励源的贡献量定量识别方法，步骤为： 步骤1，建立传递路径分析模型：定义电机底脚结构噪声的主要激励源为定子铁巧内 壁受到的电磁力和轴承受到的机械力，目标点为电机四个安装脚紧靠安装螺栓处，传递路 径具体包括；非驱动端轴承内圈至底脚目标点、驱动端轴承内圈至底脚目标点、非驱动端支 撑板处的定子铁巧内壁至底脚目标点、中屯、截面处的定子铁巧内壁至底脚目标点、驱动端 支撑板处的定子铁巧内壁至底脚目标点； 步骤2,测点布置；确定激励源的等效激励点和考核的目标点的位置，并根据激励点确 定参考点的个数和位置； 激励源一侧为主动方，目标点一侧为被动方，两者在分界处通过禪合件连接起来，禪合 件与被动方的结合点作为激励点；参考点的位置布置，不能距激励点太近W避免频响函数 的强烈禪合，也不能太远W避免频响函数的信噪比不高；参考点的个数一般为激励点个数 的2倍W上，W满足矩阵求逆过程中的数学变换要求； 步骤3,传递函数测试：拆除作为主动件的激励源，利用传递函数测试装置，进行键击 法的传递函数测试，包括激励点至参考点、激励点至目标点的传递函数； 步骤4,工况响应测试；在额定工况下，利用工况响应测试装置，进行参考点和目标点 的振动加速度响应测试； 步骤5,贡献量计算；激励点作为振动传递的开始点，每一个激励点对应一条传递路 径，定义每一个激励点对应一条传递路径均为线性系统，则目标点的振动才；< 等于激励源 沿着不同路径传递到目标点的能量叠加
【主权项】
1. 一种电机结构噪声激励源的贡献量定量识别方法，其特征在于， 步骤1，建立传递路径分析模型：定义电机底脚结构噪声的主要激励源为定子铁芯内 壁受到的电磁力和轴承受到的机械力，目标点为电机四个安装脚紧靠安装螺栓处，传递路 径具体包括：非驱动端轴承内圈至底脚目标点、驱动端轴承内圈至底脚目标点、非驱动端支 撑板处的定子铁芯内壁至底脚目标点、中心截面处的定子铁芯内壁至底脚目标点、驱动端 支撑板处的定子铁芯内壁至底脚目标点； 步骤2,测点布置：确定激励源的等效激励点和考核的目标点的位置，并根据激励点确 定参考点的个数和位置； 激励源一侧为主动方，目标点一侧为被动方，两者在分界处通过耦合件连接起来，耦合 件与被动方的结合点作为激励点；参考点的位置布置，不能距激励点太近以避免频响函数 的强烈耦合，也不能太远以避免频响函数的信噪比不高；参考点的个数一般为激励点个数 的2倍以上，以满足矩阵求逆过程中的数学变换要求； 步骤3,传递函数测试：拆除作为主动件的激励源，利用传递函数测试装置，进行锤击 法的传递函数测试，包括激励点至参考点、激励点至目标点的传递函数； 步骤4,工况响应测试：在额定工况下，利用工况响应测试装置，进行参考点和目标点 的振动加速度响应测试； 步骤5,贡献量计算：激励点作为振动传递的开始点，每一个激励点对应一条传递路 径，定义每一个激励点对应一条传递路径均为线性系统，则目标点的振动等于激励源沿 着不同路径传递到目标点的能量叠加(=ΣΑ> 不同路径至目标点的贡献量Iif.，可 由激励点的工作载荷和激励点至目标点的传递函数相乘（P； :i得到，而工作载荷 采用矩阵求逆法（= 2)，即路径点至参考点的传递函数矩阵的逆矩 阵[ffj二与参考点的工况响应目乘获得。
2. 根据权利要求1所述的一种电机结构噪声激励源的贡献量定量识别方法，其特征在 于，所述步骤3中传递函数测试时需断开耦合系统；拆除电机的主动件转子，基于锤击法并 利用传递函数测试装置测试激励点至参考点、激励点至目标点的传递函数，所述传递函数 测试装置包括力锤、加速度传感器、数据采集前端、PC机，将加速度传感器布置在参考点和 目标点，力锤敲击激励点，力锤、加速度传感器通过数据采集前端与PC机连接，数据采集前 端要采集的数据是：力锤敲击激励点产生的激励力信号、参考点的振动加速度响应信号、目 标点的振动加速度响应信号，并经PC机数据处理为激励点至参考点的传递函数、激励点至 目标点的传递函数。
3. 根据权利要求1所述的一种电机结构噪声激励源的贡献量定量识别方法，其特征在 于，所述步骤4中工况响应测试是利用工况响应测试装置，测试参考点和目标点的工况响 应；所述工况响应测试装置包括加速度传感器、数据采集前端、PC机，将加速度传感器布置 在参考点和目标点，加速度传感器通过数据采集前端与PC机连接，数据采集前端要采集的 数据是：参考点和目标点在工况下的振动加速度响应。
【专利摘要】本发明是一种电机结构噪声激励源的贡献量定量识别方法，包括传递函数测试、工况响应测试和贡献量计算；建立电机“激励源——路径——响应”的传递路径分析模型，并进行激励点、目标点和参考点的测点布置；拆除电机的激励源，利用传递函数测试装置，采用锤击法进行局部和全局的传递函数测试；额定工况运行状态下，利用工况响应测试装置，测试参考点和目标点的工况响应；利用贡献量计算程序，计算电机主要激励源对目标点结构噪声的贡献量。本发明解决了传统识别方法只能粗略确定而不能定量分析的局限，实现了电机主要激励源对目标点结构噪声贡献量的定量计算，并依据贡献量大小识别主要的激励源，以指导电机结构声学设计。
【IPC分类】G01H17-00
【公开号】CN104880248
【申请号】CN201510234456
【发明人】余虎, 张国兵, 田磊, 谭登洪
【申请人】中国船舶重工集团公司第七一二研究所
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月7日