基于转子结构优化的永磁同步电机噪声研究

以某型号车载永磁同步电机(PMSM)为研究对象,首先分析径向电磁力波的产生机理,建立电机电磁仿真模型得到径向电磁力的时空分布特性以及特定阶次的径向电磁力波幅值,然后以0阶径向电磁力波幅值的48倍频分量为优化目标,从转子结构优化的角度提出一种转子外表面开设辅助槽的方法,利用响应曲面法得到辅助槽参数对优化目标的影响程度,从...     

风冷永磁同步电机噪声分析与优化

以额定功率为18 kW的风冷永磁同步电机为研究对象,建立二维电磁仿真模型,利用有限元软件计算其径向电磁力,通过快速傅里叶变换分析径向电磁力的谐波次数,分别对电机的定子和整机进行了模态测试,得到其各低阶模态固有频率,分析了电机振动和噪声产生的原因,提出了一种通过优化电机壳体结构降低电机噪声的方法,并对改进后的风冷永磁同步电机进行了热仿真分析和噪声试验验证,结果表明,改进后电机温升满足工作要求,噪声降低了约11 dB(A)。     

五段式与七段式空间矢量脉宽调制下永磁同步电机高频噪声对比分析

为探明分别采用五段式与七段式空间矢量脉宽调制(SVPWM)的电动汽车驱动用永磁同步电机以载波频率为中心频率的阶次噪声差异,首先分析了永磁同步电机径向电磁力的时空特性,然后对径向电磁力进行仿真并对结果进行二维时空分解,最后对采用2种SVPWM控制的电机进行了振动噪声测试,识别出对电机高频噪声贡献较大的噪声阶次。通过对比发现,电机采用七段式SVPWM控制时,在转速530～9 000 r/min范围内0阶、8阶、-8阶噪声幅值分别降低21.21 dB(A)、9.21 dB(A)、12.65 dB(A),试验结果与理论、仿真结果的一致性较好。     

永磁同步电机转子辅助槽对电磁噪声影响分析

以某电动汽车内嵌式永磁同步电机为研究对象,对永磁电机进行了电磁力、振动和噪声特性分析及优化设计。基于麦克斯韦张量法推导电磁力公式,分析电磁力空间阶次、频率特征。为改善电机NVH性能对转子结构进行优化设计,对比分析优化前后的永磁同步电机振动噪声表现。结果表明,通过转子侧设置辅助槽可以有效降低特定阶次的电磁力,改善电机整体的振动噪声情况。     

基于试验验证的永磁同步电机电磁噪声优化方法探究

为解决电动汽车永磁同步电机电磁噪声问题，基于其电磁噪声产生机理，提出通过试验验证手段降低电磁径向力的方法来优化其电磁噪声，分别从结构硬件和控制策略两方面提出了从转子分段斜极优化、结构刚度优化耦合共振改善、电流谐波注入和气隙磁通密度改善等验证对比方式进行优化改善，并针对每种优化方式结合实际开发案例进行说明。结果表明，每种方式均有至少3 dB(A)的电磁噪声改善，进一步论证了通过试验手段优化电磁径向力来改善电磁噪声的效果与优势。     

车用永磁同步电机振动噪声研究综述

文章分别从电磁力波、电机结构模态、电机声辐射三个方面论述了国内外近年来车用永磁同步电机振动噪声的研究现状,总结了近年来车用永磁同步电机振动噪声研究领域的成果,为后续降低永磁同步电机及新能源汽车振动噪声提供了参考.     

电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析建模与多目标优化

为提高电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析计算精度和优化效率，利用混合解析法建立考虑转子铁心磁桥饱和效应的电机气隙磁场参数化解析模型。首先利用联合等效磁路法的子域法建立内置式永磁同步电机开路气隙磁场解析模型；然后利用同样方法建立转子磁桥虚拟磁场解析模型，从而得到考虑转子磁桥饱和效应的电枢反应磁场解析模型；最后通过叠加原理建立内置式永磁同步电机合成气隙磁场解析模型。通过有限元仿真和转矩测试验证内置式永磁同步电机气隙磁场解析模型的准确性。基于所建立的解析模型，以永磁体极弧宽度、定子槽口宽度和转子端部磁桥厚度为优化变量，以特定阶次频率的径向力波、转矩和效率为优化目标，利用带精英策略的非支配排序遗传算法，对一台电动汽车用内置式永磁同步电机样机进行多变量多目标优化。研究结果表明：与试验结果相比，解析计算误差小于5%,而计算时间较有限元仿真缩短90%以上；优化后，电机特定阶次频率的径向力波减小了9.2%,最大转矩提升了2.49%,最大效率提升了0.69%,高效区面积扩大了约54.46%;所提方法既解决了内置式永磁同步电机强非线性和高饱和的解析建模共性难点，又极大提高了电机多目标优化效率；研究可...     

电动助力转向系统永磁同步电机噪声分析及改进

针对某汽车电动助力转向系统(EPS)的电机电磁噪声,从理论上对该永磁同步电机(PMSM)的电磁噪声频率及阶次进行推导计算;通过整车的振动噪声测试验证了理论计算值,最后通过调整电机的转子永磁体冲磁方式,改善了电机的啸叫噪声,为前期预测EPS电机电磁噪声提供了设计参考作用。     

车载交流电机噪声振动分析与试验研究

为研究某同步交流电机的噪声来源和噪声变化规律,该文通过试验对交流电机的噪声特性进行研究。首先设计开发了电机噪声振动分析系统,采集电机在空载及负载状态下噪声的时域信号;其次利用频谱、阶次分析等方法,找出了发电机在两种工况下噪声峰值的主要阶次成分,并找到了电磁噪声出现峰值现象的原因。分析结果表明,电机在空载工况下,风扇噪声是最大的噪声源;负载工况下,发电机转速在3000r/min和6000r/min附近出现的噪声峰值是由36阶径向电磁力波引起电机机壳的共振而产生的。     

基于时步有限元的车用座椅电机异常阶次噪声研究

为判断某车型电动座椅升降电机异常阶次噪声的成因以便有针对性地加以改善,首先对电机内部结构进行剖析,发现电机转子因矫正动平衡而开有非对称的辅助槽,然后从气隙磁场及径向电磁力分析入手,定性地讨论由辅助槽引起的气隙磁密和不平衡磁拉力特性,利用时步有限元法进一步分析了径向电磁力和定子壳体结构振动响应的阶次特征,结果发现异常阶次...     

田口法在永磁同步电机优化设计中的应用

为了改善电动汽车用永磁同步驱动电机的振动噪声,以降低永磁同步电机的转矩波动和齿槽转矩为优化目标、增大单位磁钢宽度的平均转矩和直轴电感为约束条件,选取"V"型转子磁极结构中永磁体槽的位置、尺寸和磁钢宽度等参数作为优化设计变量,在仿真实验中采用田口法设计,选出最优的参数组合方案。仿真结果表明:田口法优化后的相关性能相比于原机方案得到了全面提升,仿真结果验证了田口法在车用永磁同步驱动电机电磁性能优化设计中的有效性和实用性。     

48V微混电机电磁噪声研究与分析

文章分析了48 V微混系统起动发电一体机(IBSG)的电磁噪声情况,对影响电机电磁噪声的两个重要因素,即电磁力波和固有频率进行了深入研究,根据电磁噪声产生机理,给出了降低电磁噪声的改进措施,并对比分析了改进前后的电磁噪声变化情况.分析结果表明,给出的改进措施能够很好地抑制电机电磁噪声,对48 V微混动力系统NVH性能开...     

电动汽车用新型交替极永磁游标电机研究

设计了一种应用于电动汽车直驱系统的双边Halbach交替极永磁游标电机,以提高电机输出性能为目标,利用二维有限元法对电机内、外定子调制齿尺寸,转子内、外侧永磁体阵列错位角度及磁极尺寸等关键技术参数进行优化,分析了电机的电磁性能,并将其与传统永磁游标电机进行了比较.结果表明:双边Halbach永磁体阵列错位一定角度后,能...     

基于ansoft的汽车起动机电磁噪声分析

基于maxwell二维瞬态磁场理论,运用ansoft算出永磁直流起动机空载、减速过程中的齿槽转矩与气隙磁密,并作傅立叶分析,可以发现仿真出的结果与起动机噪声实验结果关系密切,并且齿槽转矩、气隙磁密幅值不随转速变化,并且电机旋转一周的齿槽转矩周期应为极数与转子槽数的乘积,所得出的结果即为电机噪声诊断提供了新的途径,也为确定与电磁噪声有关的主要参数及减小电机的电磁噪声提供理论依据。     

电动车用永磁同步驱动电机的设计与分析

为了得到一款驱动效率和电磁噪声都表现较优的电机,本文采用最大转矩电流比的控制方式以及减小铜耗的绕组方案等措施以提高效率,采用转子四段斜极的结构以降低电磁噪声。对样机进行了电磁仿真及实验测试,仿真结果和实验测试都表明该样机具有较好的噪声表现和较高的驱动效率,验证了该设计方案的合理性。     

电动汽车三合一驱动系统振动噪声分析与优化

为改善电动汽车三合一驱动系统中电机控制器的运行环境和总成的振动噪声,在总成振动噪声特性试验的基础上,通过工况传递路径分析提出控制器隔振的优化措施.首先,通过电磁力仿真和阶次跟踪定理分析总成中永磁同步电机和减速器的振动噪声特性;然后,结合工况传递路径的分析方法,确定三合一驱动系统中电机控制器主要振动激励源及其传递路径,并...     

电机转子铁芯剥离模型建立与径向磁密分析EI北大核心CSCD

为保证车用永磁同步电机转子铁芯具有承受较大剥离力的能力,又避免对转子铁芯进行破坏性的剥离实验,本文基于力能等效原则并引入双线性内聚力模型,对叠铆型和胶粘型铁芯进行建模,并通过仿真获得转子铁芯剥离力。首先,构建了电机转子铁芯剥离实验平台,比较了两种叠压工艺的最大剥离力,接着,利用ANASY Maxwell软件对两种工艺下永磁同步电机空载径向磁密进行了仿真分析。结果表明,采用胶粘工艺可大幅提高铁芯的剥离强度,同时提高了胶粘型铁芯电机的运行效率和气隙磁场的正弦度,降低了电机运行电流和损耗。     

基于阶次提取的车用电机振动快速计算方法

车用永磁同步电机运转时的工作转速范围较宽,分析电机全转速段的电磁振动的情况较为耗时和占用大量计算资源。本文采用多物理场耦合仿真计算少量转速工况的气隙磁密,通过阶次提取技术,将时域的瞬态电磁激励转换为角度域及频域的电磁激励。将稳态电磁激励施加到电机有限元模型定子齿面上,进行电机壳体表面法向振动响应求解,实现车用驱动电机全转速段壳体振动响应特征的快速计算,缩减了仿真时间和计算资源,仿真效率大大提升。     

纯电动重卡用永磁同步电机性能仿真分析

为进一步提高纯电动重卡用永磁同步电机的输出性能,针对所设计的初步电磁方案,建立Motor-CAD电机电磁仿真模型,通过E-mag模块与Terminal模块进行磁热耦合仿真,并通过Lab模块仿真全工况区域进行磁热耦合仿真,在理论分析的基础上对电机转子磁极结构、定子齿槽结构以及裂比对输出转矩性能的影响进行了仿真研究,计算了不同电流和不同散热条件下电机的损耗,最终得出了电机电磁转矩优化措施以及电机损耗规律。     

某型车用发电机电磁噪声的数值仿真

针对某型车用爪极发电机存在的电磁噪声问题,建立了发电机的电磁学有限元模型、动力学有限元模型和声学边界元模型,进行多物理场耦合的数值仿真,获得发电机的电磁力波、振动响应和外部声场噪声等信息。对比仿真与实验分别得到的测试半球面上的平均声压级,发现两者吻合较好,说明该数值仿真方法具有较高的精度。最终结果表明,发电机后端盖无支耳一侧的36阶振动是引起电磁噪声的主要原因,为车用发电机的电磁噪声控制提供了参考。