Noise of Polyphase Electric Motors pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Press

作者:Jacek F. Gieras

出品人:

页数:392

译者:

出版时间:2005-12-12

价格:USD 199.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780824723811

丛书系列:

图书标签:

电机噪声
多相电机
电磁噪声
振动噪声
声学分析
噪声控制
电机设计
故障诊断
有限元分析
噪声预测

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具体描述

Controlling the level of noise in electrical motors is critical to overall system performance. However, predicting noise of an electrical motor is more difficult and less accurate than for other characteristics such as torque-speed. Recent advances have produced powerful computational methods for noise prediction, and "Noise of Polyphase Electric Motors" is the first book to collect these advances in a single source. It is also the first to include noise prediction for permanent magnet (PM) synchronous motors. Complete coverage of all aspects of electromagnetic, structural, and vibro-acoustic noise makes this a uniquely comprehensive reference. The authors begin with the basic principles of noise generation and radiation, magnetic field and radial forces, torque pulsations, acoustic calculations, as well as noise and vibration of mechanical and acoustic origin. Moving to applications, the book examines in detail stator system vibration analysis including the use of finite element method (FEM) modal analysis; FEM for radial pressure and structural modeling; boundary element methods (BEM) for acoustic radiation; statistical energy analysis (SEA); instrumentation including technologies, procedures, and standards; and both passive and active methods for control of noise and vibration. "Noise of Polyphase Electric Motors" gathers the fundamental concepts along with all of the analytical, numerical, and statistical methods into a unified reference. It supplies all of the tools necessary to improve the noise performance of electrical motors at the design stage.

《噪声的殿堂：声学结构与振动传递中的非线性效应》本书简介本卷聚焦于复杂机械系统在运行过程中产生的多相物理现象，特别是针对那些源于材料本构关系、几何非周期性以及环境耦合所引发的、难以用线性理论完全描述的噪声与振动问题。我们深入探讨了如何从基础的物理原理出发，构建更精确、更具预测性的模型，以应对现代工程领域中日益严苛的声学环境要求。第一部分：非线性动力学的理论基石本部分旨在为读者建立理解复杂系统动力学行为的坚实数学和物理基础。第一章：超越胡克定律——材料本构的非线性表征本章首先回顾了传统线性弹性理论的局限性，随后详细阐述了在高应变、高频激励或极端温度条件下，材料（特别是复合材料、高阻尼合金以及聚合物基结构）的应力-应变关系如何偏离线性模型。我们将深入研究粘弹性、粘塑性行为，并引入基于速率依赖性损伤模型的描述框架。重点讨论了诸如高分子材料的玻尔斯-泰勒（Bordoni）松弛、金属的内摩擦峰值及其对系统阻尼特性的影响。分析了非线性模态之间的能量耦合机制，例如谐波产生与倍频响应现象。第二章：几何非周期性与振动失真本章关注机械结构本身的几何特征如何引入非线性。重点分析了柔性连接件（如橡胶衬套、柔性轴承）在大幅位移或高负载下的刚度变化，即刚度几何非线性。我们对薄壁结构（如壳体和梁）在受到大挠度激励时产生的拉格朗日非线性项进行了详尽的数学推导，并展示了这些几何非线性如何导致系统的频率锁定（Lock-in effect）和振幅跳跃（Jump phenomenon）。此外，还探讨了间隙非线性（Backlash）在齿轮传动和滑动接触系统中的建模方法，特别是在低速或启动工况下的随机共振效应。第三章：随机激励与参数激发本章处理非确定性因素对系统动力学的影响。我们不仅考察了传统的白噪声激励，更着重分析了有色随机过程（如粉红噪声、布朗运动）在模拟真实环境载荷（如湍流、随机冲击）中的应用。核心内容在于参数激励——当系统的固有频率或阻尼参数随时间周期性变化时发生的共振现象。这包括对参数激励系统稳定性区域（马希诺图）的深入分析，以及如何利用随机平均法和林纳德-莱恩法来求解非线性随机微分方程的稳态解。第二部分：复杂系统的耦合与能量传递本部分将理论模型应用于实际多物理场耦合问题，探讨能量在不同域之间高效或失衡的传递路径。第四章：多场耦合下的声源识别与量化本章聚焦于将机械振动转化为空气声场的复杂过程。我们详细剖析了流固耦合（FSI）在产生声学噪声中的作用，例如，在振动表面上形成的周期性涡流脱落（Vortex Shedding）所产生的宽带噪声。内容涵盖了从边界元法（BEM）到有限元法（FEM）的耦合技术，并特别讨论了如何处理非线性边界条件下的辐射效率计算。关键技术在于声学能量流分析（Acoustic Energy Flow Analysis），用于精确定位结构中能量向辐射面转移的薄弱环节。第五章：噪声传递路径的非线性衰减与放大本章研究声波和振动波在复杂介质和结构内部的传播特性。对于声波，我们分析了高声压级下介质的非线性吸收与色散效应，这在封闭空间或高能声场中尤为重要。在结构传递方面，重点讨论了结构非线性模态衰减——即振动能量在不同模态间非线性转换的效率。通过能量平衡方程的非线性形式，我们量化了连接件、阻尼垫和隔离器的实际减振效果，而非仅仅依赖于线性传递函数。第六章：系统的自激振动与稳定性边界本章深入探讨了系统内部的能量输入机制如何导致自激振动（Self-excited Vibration），这是结构噪声和潜在故障的常见根源。内容包括霍夫曼-戴森（Hopf-Dyson）不稳定性在轴承-转子系统中的体现，以及滑移摩擦（Stiction-Slip）导致的周期性振荡。我们将使用庞加莱截面法和李雅普诺夫指数来分析系统的混沌行为，并提供工程上用于抑制这些不稳定状态的有效结构设计准则。第三部分：先进分析与控制策略本部分着眼于利用计算和实验技术，对非线性系统进行诊断和主动控制。第七章：高维系统的降阶与特征提取对于具有大量自由度且行为高度非线性的系统，全阶模型计算成本极高。本章介绍了几种有效的降阶（Model Order Reduction, MOR）方法。除了传统的模态综合法，我们重点介绍基于核主成分分析（KPCA）和经验模态分解（EMD）的非线性特征提取技术，用于从大量传感器数据中识别出驱动非线性行为的关键模态组合。第八章：基于反馈的非线性噪声主动控制本章概述了现代主动噪声控制（ANC）系统在处理非线性噪声源时的挑战与突破。针对传统ANC依赖线性模型易失效的问题，我们引入了自适应鲁棒控制（ARC）和基于学习算法的控制律设计。关键内容包括如何在线识别系统的非线性环节，并利用H-无穷控制（$H_{infty}$ Control）策略来保证在模型不确定性和外部扰动下的系统稳定性与性能。第九章：实验诊断与高分辨率成像技术本章介绍了用于分析非线性动力学现象的前沿实验手段。这包括使用激光多普勒测振仪（LDV）阵列配合空间滤波技术对复杂振动场进行高分辨率成像，以捕捉局部应变集中区的非线性响应。此外，还详细介绍了脉冲激励技术（Impulse Response Testing）在非线性结构识别中的应用，以及如何通过非线性频响函数（NRFRF）的测量来验证理论模型的准确性。结论本书旨在为研究人员和高级工程师提供一个全面的框架，用以理解和解决工程实践中最棘手的非线性噪声与振动问题。通过掌握这些高级分析工具，读者将能设计出更鲁棒、更安静的机械系统。