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)。     

车用永磁同步电机电磁噪声的分析与优化

为降低转子旋转产生的径向电磁力波作用在定子齿上引起永磁同步电机(PMSM)的电磁噪声,以额定功率为60 kW的车用永磁同步电机为研究对象,通过分析径向电磁力波的产生机理,利用Ansoft Maxwell建立二维电磁仿真模型,求出其径向电磁力波,再利用二维傅里叶变换将径向电磁力波进行时空二维分解,转子不斜极电机的测试结果表明,0阶电磁力波引起的振型与电机结构的0阶模态耦合产生共振。最后,提出转子分段斜极以削弱齿谐波,降低0阶电磁力波的改进方案,电磁仿真和试验结果表明,改进方案电磁噪声明显下降。     

电动车用永磁同步电机定子铁心固有频率研究

为了准确预测永磁同步电机定子的固有频率,对某8极36槽永磁同步电机定子铁心进行等效和假设处理,建立其模态分析有限元模型,将定子铁心、绕组按等质量法解析,计算定子铁心的固有频率,并分析了其谐响应,发现在568.84 Hz频率下定子振动位移最大,当电机激振力频率与其接近时,电机噪声显著增大,电机空载噪声频谱分析试验结果表明,该模型具有较高的准确性。基于该模型研究了定子轭不同材料属性、定子齿宽、轭厚和定子铁心轴向长度对固有频率变化的影响。     

电动汽车用高速永磁同步电机的优化设计与铁损分析

为了提升电动汽车用高速永磁同步电机电磁性能及效率，应用田口法对某额定功率60 k W、额定转速5 000 r/min的电动汽车用高速永磁同步电机的结构进行了优化，通过分析各优化变量对电机铁损、平均电磁转矩和转矩脉动的影响程度，得到了最佳优化方案；建立电机的铁损模型，分别用正弦等效法、谐波分量法和有限元法计算了电机的定子铁损；最后，通过对比定子铁损和效率的测量结果与计算结果，验证了电机铁损分析方法的合理性。     

混合动力汽车用油冷永磁同步电机温度场研究

针对混合动力汽车用永磁同步电机结构紧凑、散热难的特点,采用电磁场与温度场耦合的有限元分析方法对油冷冷却条件下的永磁同步电机的三维温度场进行了计算。建立了电机的电磁场二维有限元模型,得到了电机的二维电磁场分布,并以此计算了额定工况下的电机损耗。通过计算电机各部件的等效导热系数,得到了额定工况下电机各部件的发热量,并以此建立了电机的温度场三维有限元模型,进而计算出额定工况下使用油冷冷却电机的温度场分布。通过电机温升试验与仿真结果对比,验证了仿真模型的合理性和分析结果的正确性。     

基于Hypermesh的电机结构模态分析与优化

基于Hypermesh软件对某永磁同步电机进行模态分析。通过合理简化与假设,建立电机有限元仿真模型并计算出固有频率。为了验证仿真结果的准确性,通过锤击法模态试验进行验证,结果表明仿真结果与试验结果误差在5%以内。通过仿真结果优化定子结构,有效地提高了电机固有频率,减少发生电磁共振噪声的可能性。     

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。     

汽车爪极发电机定子模态分析和固有频率计算

建立爪极电机定子结构的三维有限元模型,利用ANSYS软件对其进行模态分析,计算爪极电机定子的固有频率.结果表明,定子6阶模态对爪极电机噪声和振动的贡献最大.     

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。     

汽车前端冷却模块气动噪声数值分析

采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和计算气动声学(Computational Aeroacoustics,CAA)分步耦合方法对汽车前端冷却模块气动噪声进行数值分析。将换热器部件等效为多孔介质,利用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)捕捉冷却模块声源信息。利用声学边界元法(Acoustic Boundary Element Method,BEM)计算气动噪声,并将计算结果和噪声试验结果进行对比。结果表明,冷却模块空间声场低频段轴向偶极特征明显;离散噪声突出而宽频噪声相对较小;场点总声压级随转速的增大而增加;出风口场点总声压级较进风口大;增加等效声源数量可提高气动噪声的数值预测精度。计算结果与试验结果吻合较好,说明CFD和CAA分步耦合方法可为冷却模块低噪声设计提供理论指导。     

微型电动车轮毂电机的磁热耦合分析

针对温度变化对微型电动车轮毂电机工作性能和使用寿命的影响,提出了一种磁热耦合分析方法,并对轮毂电机进行了磁场和热场分析.采用Ansoft Maxwell软件建立了轮毂电机的有限元仿真模型,并通过仿真获得了其内部复杂磁通密度云图和磁力线分布图.建立了湿度场的数学模型,计算了绕组损耗、定转子铁损和永磁体的涡流损耗,并以此耦合到温度场作为热源.采用Ansys Workbench软件,计算了轮毂电机稳态温度场和各部件的温度分布以及起动过程中定子铁芯与转子铁芯瞬态温度曲线.仿真结果与试验实测温度值基本一致,表明采用磁热耦合方法分析轮毂电机的热源分布与温度分布准确可行,可为今后的轮毂电机优化设计提供基础.     

基于磁场重构法的轴向磁通轮毂电机建模研究

轴向磁通轮毂电机具有功率密度大、效率高、轴向长度短等优点,但其特殊的三维结构使采用解析法或有限元法进行电磁设计时很难兼顾快速性与准确性。为减少计算量的同时提高计算结果的准确性,本文中以一台带非晶合金定子齿的无磁轭轴向磁通轮毂电机的详细设计为例,综合三维磁场重构法和麦克斯韦应力张量法,给出了轴向磁通轮毂电机气隙磁密的计算模型,推导了单侧转子轴向电磁力和电磁转矩的计算式,分析了定子磁链以及反电动势波形。通过三维瞬态有限元分析对三维磁场重构法的计算值进行了验证,结果表明,三维磁场重构法在减少计算时间的同时,具有较好的精度。     

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。     

汽车用永磁电机的一种新型电枢铁芯设计方法

通过设计一种新型的电机铁芯,以降低由于径向电磁力的波动而造成的电机振动和噪声。从开发此新型铁芯的技术背景、新型电枢铁芯的结构、理论分析、理论计算、实验数据对比等几个方面,进行了详细的论述,对实际项目及工程的开发设计具有指导意义。     

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...     

轴向磁通轮毂电机新型冷却系统涡流损耗优化

针对定子无磁轭轴向磁通电机内部冷却系统存在涡流损耗,导致电机效率降低、温升高的问题。本文以车用轮毂电机为研究对象,对一种定子无磁轭轴向磁通电机冷却系统进行建模;通过对电机运行过程中冷却系统涡流损耗进行仿真分析,并对电机进行二维有限元等效,研究翅片涡流损耗产生机理。在此基础上,从3个不同角度对涡流损耗进行优化,通过优化定子齿形以降低翅片处磁场强度,通过磁热耦合分析优化翅片高度,通过对翅片开槽以增大电涡流路径电阻,最终将涡流损耗降至原来的32.7%。通过对试制样机进行实验测试,结果表明:有限元仿真和实验测试一致性较高,通过优化后的电机在不同转速下效率均有所提升,转速4 000 r/min下优化后的电机效率较未优化高出3.1%。     

电动汽车永磁同步驱动电机振动噪声建模与分析

某纯电动样车在试验过程中被抱怨驱动电机噪声问题。针对该问题,首先进行永磁同步驱动电机的振动噪音机理分析,建立以转速为输入信号和以噪声频率与阶次为输出信号的电机振动噪声理论模型,并推导出A声级噪声理论谱线;其次,进行被测永磁同步的电机振动噪声测试,得出A声级噪声试验谱线;最后,对比理论模型预测和测试结果,验证了模型的正确性,并识别被测永磁同步电机异常噪声源。该模型与试验相结合可以快速识别永磁同步电机的异常振动噪声源。     

深水桥梁桩基承台等效动水附加质量数值模拟研究

以某跨江大桥桩基承台为工程背景,基于有限元软件ADINA建立该结构流固耦合数值模型,借助ADINA将流固耦合效应影响转化成结构的附加质量,从而建立无水模型,同时按传统Morison方程等效建立另外一个无水模型,对比3种数值模型的动力特性,并对3种模型分别加载两个方向的3条地震波,得到模型的地震动响应。结果表明,文中方法得到的附加质量远小于基于Morison方程的附加质量;文中等效模型的动力特性结果比Morsion方程等效模型的结果更接近实际流固耦合数值模型的结果;传统Morison方程等效模型的地震响应一般偏于保守,但有时会小于实际情况;文中采取的等效方法相对于传统Morison方程更接近实际情况下的响应结果,计算效率也显著提高。     

纯电动汽车声品质评价及电磁噪声分析

以四辆不同类型的纯电动汽车在匀速和POT(缓油门加速)工况下电机近场和驾驶员右耳旁噪声采集样本为评价对象,对电机近场和车内噪声A计权声压级进行对比,计算噪声传递的衰减百分比,并计算车内噪声的心理学客观参数。同时,利用声品质客观量化数学模型进行四辆样车的车内声品质评价。同时,通过对电机电磁噪声阶次的提取和分离评价,分析了电磁噪声对电动汽车声品质的影响。相关试验分析结果对电动汽车的声学设计和电磁噪声改进具有一定的指导意义。