Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
La plupart des « tonalités mystérieuses » dans les machines électriques ne sont qu'une erreur de comptabilité : l'harmonique de la force dentaire est indexée d'une manière, les modes structurels d'une autre, et la trajectoire du rotor est ignorée parce qu'il est plus facile de blâmer le stator. Placez tout sur les mêmes axes (fréquence, ordre spatial et emplacement réel de la charge) et le lien apparaît généralement.
Si votre « force dentaire » est un jour la pression de l'air sur une surface appropriée, puis le lendemain la force nodale sur les pointes des dents, vous pouvez faire en sorte que n'importe quel mode semble responsable. La définition de la force est le contrat. Enfreignez-le et votre corrélation modale devient un exercice de narration.
De plus, il y a un détail ennuyeux qui a son importance : la précision de la force dépend du maillage, et certaines personnes intègrent discrètement de mauvaises cartes de force dans les solveurs structurels. Une vérification pragmatique consiste à comparer le couple des forces mappées avec celui du solveur ; s'ils correspondent, vous ne violez au moins pas la conservation de manière flagrante.
Remarque distincte. Si vous comparez des méthodes (travail virtuel vs contrainte de Maxwell sur différentes surfaces), vous n'êtes pas académique. Vous essayez d'empêcher qu'un argument de 3 dB ne se transforme en une erreur de 15 dB.
La force fréquence seul représente la moitié d'une étiquette. L'autre moitié est le motif spatial autour de l'espace d'air : le nombre d'onde circonférentiel (souvent écrit r). Si vous ne transportez pas r à travers le pipeline, vous « ferez correspondre » un pic au mauvais mode, car de nombreux modes se situent près de la même bande de fréquences.
La communauté des chercheurs travaillant sur la FRF dentaire est catégorique à ce sujet : les forces magnétiques se distinguent par leur fréquence et leur distribution spatiale, et cette distribution spatiale correspond au nombre d'ondes circonférentiel. Ils fournissent même des repères de cohérence : r = 0 est une onde pulsatoire, r = 1 correspond à une attraction magnétique déséquilibrée (UMP).
Il existe une vieille règle qui perdure parce qu'elle est vraie : un rayonnement puissant se produit lorsque la fréquence d'excitation est proche d'une fréquence naturelle. et l'ordre spatial s'aligne sur la forme modale. Non facultatif. Deux verrous.
Le passage de la « force dentaire » au « mode rotor » n'est pas un couplage mystique. Il s'agit d'une fermeture de charge.
Une grande partie de la force exercée par les dents est radiale et se trouve dans le stator. C'est ce qui se passe généralement, et c'est souvent vrai : les vibrations du stator provoquées par les forces électromagnétiques dans l'entrefer se propagent lorsque la surface extérieure bouge, et des résonances se produisent lorsque les harmoniques de force se situent près des modes de vibration.
Mais certaines harmoniques ne font pas que faire vibrer les dents. Elles créent une force résultante nette sur le rotor, ou un moment net, ou elles modulent les réactions des roulements. L'exemple le plus clair est r = 1: L'UMP agit comme un vecteur de force latérale tournant avec le champ/modèle d'excentricité, et il est directement acheminé vers la dynamique de flexion du rotor via les roulements.
Le cadre UMP de Burakov est utile car il s'agit d'une affirmation spectrale, et non d'une impression : l'excentricité du rotor produit des harmoniques de champ supplémentaires décalées de ±1 dans l'ordre spatial, et l'UMP provient des interactions qui satisfont cette relation ±1. C'est la trajectoire du rotor qui s'annonce dans les calculs mathématiques.
Il y a ensuite le côté tangentiel. Les gens le sous-estiment. Une étude récente d'eAxle établit une corrélation entre les vibrations/bruits de torsion et la matrice de forces électromagnétiques tangentielles, et traite explicitement les contributions radiales par rapport aux contributions tangentielles. Si votre pic de « bruit acoustique » est lié à un mode de torsion et que vous n'avez appliqué que des forces dentaires radiales, vous avez déjà trouvé la réponse.
Vous n'avez pas besoin d'un modèle couplé sophistiqué pour effectuer la liaison. Vous avez besoin d'artefacts disciplinés et d'un indexage cohérent.
| Artefact que vous conservez | Comment l'obtenir | Pourquoi est-ce important pour la liaison en mode rotor ? | Une vérification rapide de la cohérence |
|---|---|---|---|
| Spectres de force dentaire, radiaux et tangentiels, avec phase | EM résoudre → forces par dent → FFT par point de fonctionnement | Le couplage des rotors dépend de l'ordre spatial et de la phase, et pas seulement de l'amplitude. | Le couple reconstruit à partir des forces suit le couple EM tout au long du balayage. |
| Nombre d'onde circonférentiel r pour chaque harmonique significative | FFT spatiale autour de l'entrefer / des dents | Les modes rotor et stator « sélectionnent » les ordres spatiaux ; faux r signifie « mauvais coupable » | Si r = 1 le contenu est volumineux, attendez-vous à ce que des charges de roulement de type UMP apparaissent |
| Force et moment nets de l'entrefer sur le rotor | Intégrer les contraintes/forces de Maxwell dans les résultantes globales | La flexion du rotor tient compte des charges latérales nettes et des moments, et non des forces locales au niveau des dents. | La direction résultante tourne/se comporte comme le modèle d'onde prévu. |
| Forces de réaction des roulements (mesurées ou modélisées) | Modèle structurel ou transfert dérivé d'essais | Les roulements constituent le pont entre les forces de l'entrefer et les modes du rotor. | Les pics de force d'appui FRF coïncident avec les modes de flexion/torsion du rotor. |
| Ensemble modal du rotor avec formes (flexion/torsion) et hypothèses d'amortissement | Essai FE/modal du rotor seul ou du rotor + arbre | Vous avez besoin de la participation des modes de forme pour expliquer quelles tonalités rayonnent. | Le suivi de commande montre des pics de tonalité proches des fréquences propres du rotor. |
| Mappage FRF dentaire → FRF ondulatoire lorsque vous êtes en mode test | Exciter les dents, mesurer la réponse du logement, convertir en base d'onde | Permet de projeter les forces opérationnelles sur les ondes structurelles, puis sur les modes. | Wave FRF permet l'extraction modale sans détails FE complets. |
Ce tableau résume tout le jeu. Toutes les lignes ne sont pas nécessaires à chaque fois, mais lorsqu'un lien est contesté, la ligne manquante est généralement celle qui permettrait de trancher.
Considérez la « correspondance » comme un filtre, et non comme une preuve.
Vous recherchez une composante de force à la fréquence ( f_k ) avec un nombre d'onde circonférentiel ( r_k ). Vous recherchez un mode de rotor avec une fréquence naturelle proche de ( f_k ) et un ordre circonférentiel compatible (diamètre nodal / lobes) pouvant accepter ( r_k ). Parfois, l'étiquette du mode de rotor est ou . Dialecte différent, même idée.
Si vous ignorez l'ordre spatial, vous corrélez la tonalité de 2,9 kHz au mode statorique le plus proche. Si vous respectez l'ordre spatial, vous remarquerez que la tonalité est sélective quant à l'endroit où elle rayonne, où elle est détectée, et quel cap la perçoit en premier.
Le suivi des commandes peut faire beaucoup sans presque aucune modélisation. Le rapport de la NASA sur les vibrations des rotors utilise la relation fondamentale entre les fréquences électriques. et marque les harmoniques ; les pics regroupés autour d'une fréquence propre du rotor tout en suivant un ordre harmonique électrique sont un indice fort que l'excitation EM alimente une résonance du rotor.
Les concepts FRF dentaires sont également plus évolutifs que ce que l'on admet généralement. L'approche adoptée dans l'article de l'ISMA (caractériser la réponse structurelle en excitant les dents du stator, convertir la FRF dentaire en FRF ondulatoire, puis analyser les ondes de contrainte rotatives de Maxwell) permet de mesurer l'« ordre spatial », et non plus seulement de le simuler. Les auteurs évoquent même une extension vers la FRF rotorique, où la responsabilité du mode rotorique cesse d'être spéculative.
Les données relatives au moteur « Scorpion » de la NASA constituent un cas clair, car elles nomment les modes du rotor et indiquent les caractéristiques acoustiques. Le pic de rayonnement acoustique se situe près de 3000 Hz ; il atteint son maximum à des vitesses spécifiques du moteur (6292 et 6441 tr/min dans ce rapport), le pic correspond à la quatrième harmonique électrique à ces vitesses, et la tonalité s'aligne avec le mode rotor ((2,1)) de l'analyse par éléments finis (avec une fréquence expérimentale proche). C'est la rencontre entre le « forçage dent/EM » et la « résonance du rotor » en public, avec des chiffres.
Si le contenu de vos concurrents s'arrête à « les vibrations du stator causent du bruit », voici le chapitre manquant : la force peut être électromagnétique et toujours être acheminée par les modes du rotor, avec des modèles de directivité et des deltas de capteur à capteur qu'une histoire portant uniquement sur le stator ne peut égaler.
Si le lien est « l'harmonique forcée existe » → « le mode rotor l'accepte » → « le chemin du roulement la transmet », alors vous disposez de trois leviers, et les mélanger aveuglément fait perdre du temps.
Vous pouvez réduire la teneur en harmoniques dans les forces exercées sur les dents. Le choix des fentes/pôles et les effets de modulation des dents modifient la nature et l'intensité des harmoniques présentes. Une étude récente sur les moteurs asynchrones à aimants permanents (PMSM) compare explicitement le nombre de fentes et montre que les principales composantes harmoniques s'alignent sur les fréquences naturelles dans les résultats NVH, ce qui correspond en fait à une carte de résonance déguisée.
Vous pouvez déplacer le mode rotor. La rigidité, la répartition de la masse, la participation de la cloche d'extrémité, tout ce qui modifie la fréquence propre ou l'amortissement du rotor, fonctionne lorsque l'ordre d'excitation est difficile à éliminer. Le rapport de la NASA s'appuie précisément sur cette logique : le pic de rayonnement se produit lorsque les vitesses de fonctionnement excitent les modes de résonance du rotor.
Vous pouvez affaiblir le chemin de transmission. Les roulements et les supports ne sont pas neutres ; ils déterminent si les vibrations du rotor apparaissent sur les surfaces rayonnantes. Et lorsque le facteur principal est un contenu de type UMP, n'oubliez pas que l'UMP est sensible aux interactions harmoniques induites par l'excentricité ; Burakov note également que les chemins parallèles et les effets de cage du rotor peuvent réduire l'UMP dans certaines configurations, ce qui constitue un levier « chemin » électromagnétique et côté circuit dont les gens oublient l'existence.
| Ce que vous observez | Ce que cela implique souvent à propos de r | Probabilité d'atteinte du rotor | Ce qu'il faut vérifier en premier |
|---|---|---|---|
| Une tonalité suit un ordre harmonique électrique à travers la vitesse, puis atteint un pic important dans une bande de vitesse étroite. | L'ordre spatial est compatible avec un mode structurel spécifique, et non pas avec « n'importe quoi ». | Élevé si le pic correspond à une fréquence propre du rotor et montre une sensibilité au roulement. | Superposer les ordres harmoniques électriques avec les fréquences modales du rotor et les FRF des roulements |
| Une forte vibration latérale de type 1× apparaît dans des conditions où tout déséquilibre mécanique est exclu. | r = 1 Du contenu (de type UMP) est présent. | Élevé, car les charges UMP sont directement transmises à la dynamique du rotor/palier. | Calculer/estimer le vecteur de force électromagnétique latérale nette et comparer la phase avec le mouvement de l'arbre. |
| Le bruit change lorsque la stratégie d'inclinaison/segmentation change, tandis que les mesures de force radiale bougent à peine. | La structure des forces tangentielles évolue, et pas seulement les forces radiales. | Moyenne à élevée si les modes de torsion sont proches de la tonalité | Décomposer les matrices de forces radiales et tangentielles et les corréler avec la réponse en torsion. |
| L'accélération de la surface du boîtier est modeste, mais les microphones situés à l'extrémité ou à proximité de l'arbre captent un son aigu. | La surface rayonnante est liée à la participation du rotor/de la structure d'extrémité. | Élevé, en particulier avec un rayonnement directionnel | Comparer la directivité acoustique / la sensibilité du placement des capteurs par rapport aux modes de vibration |
Une dernière remarque, car cela vous fera gagner des semaines : si votre spectre de force et votre base de données modale ne partagent pas le même langage spatial, le « lien » semblera aléatoire. Il n'est pas aléatoire. Il est mal étiqueté. Transportez ( f ) et ( r ), conservez la phase et intégrez les roulements dès le début.
Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
French 
English 
German 
Spanish 
Italian 
Japanese 
Korean 
Dutch 
Indonesian