电动车用永磁同步电机非线性扭转振动模型

针对电动车车身阶次振动和车内噪声的主要振源—永磁同步电机的扭转振动问题,首先,利用集中参数法建立了永磁同步电机扭转振动的非线性动力学模型,解析求解了考虑非正弦分布的永磁磁场、定子开槽、时间谐波电流的永磁同步电机电磁转矩,获取了定子铁芯、机壳的刚度和阻尼参数,指出了电磁转矩波动是引起永磁同步电机非线性振动的主要原因。然后,采用状态变量法求得了非线性方程组的解。最后,通过永磁同步电机扭转振动实验验证了本模型的有效性。     

声子晶体与轮边驱动电动汽车振动噪声控制

声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性非均匀新型复合材料,带隙频率范围内的弹性波传播被抑制或被禁止。在介绍声子晶体概念、基本特征及带隙理论的基础上,阐述了声子晶体在振动与噪声控制领域的研究现状;对轮边驱动电动汽车振动噪声的产生机理、频域特性、声品质、现有车用减振降噪材料技术进行分析,得出现有车用减振降噪材料与轮边驱动电动汽车振动噪声的矛盾;最后结合声子晶体各种特性和该矛盾,对声子晶体在电动汽车减振降噪方面的应用研究和挑战做了分析。     

考虑时间谐波电流的永磁同步电机电磁噪声阶次特征分析

针对分布式驱动电动汽车主要噪声源-永磁同步电机电磁噪声,通过噪声测试实验测得了电机噪声信号,实验结果表明:电磁噪声具有明显的阶次特征,主要阶次不仅包含了偶数阶、开关频率附近阶次,还包含了大量奇数阶,甚至以往研究中被当做信号毛刺而忽略的分数阶。为解释该实验现象,通过磁势磁导法得到考虑时间谐波电流的气隙磁场分布,应用麦克斯韦张量法获得了电磁径向力波,并沿外转子内表面应用复合柯特斯公式对径向力波积分,求得了具有6阶代数精度的电磁径向集中力,进而应用圆柱壳体理论建立了一种考虑时间谐波电流的永磁同步电机电磁噪声数学预测模型,预测了变频器供电时永磁同步电机电磁噪声的特征阶次:2hi、2hj、2(2μ-1)、(hi±hj)、(2μ-1±hi)、(2μ-1±hj)[hi、hj为时间谐波电流阶次,μ∈N*]。当hi或hj是分数时,电磁噪声将出现分数阶特征频率。经过与实验结果对比,本模型能精确预测和解释永磁同步电机电磁噪声的特征阶次。     

极槽配合和绕组层数对永磁同步电机振动的影响分析

分析了不同极槽配合和绕组层数电机最低阶径向力波的阶数和来源,并针对槽数相同极数不同电机的最低阶径向力波的幅值进行了比较,通过结构有限元分析了不同极槽配合下外转子壳体的振动,最后总结了不同极槽配合电机最低阶径向力波的阶数,得出力波阶数小的极槽配合会引起大的振动,而且对于相同槽数的电机,极对数大的电机的振动也更大。     

分布式驱动用永磁同步电机电磁转矩的解析计算

针对分布式驱动电动汽车车身阶次振动和车内噪声的主要振源—外转子表贴式永磁同步电机6k阶（ ）转矩波动,提出了一种分布式驱动用永磁同步电机电磁转矩的解析计算方法。基于永磁同步电机磁场畸变,对永磁磁极在均匀气隙中的径向分量进行了傅里叶级数分解,通过磁链、电压的计算,最终得到电磁转矩的解析解,为永磁同步电机的阶次振动与振源识别提供了理论基础。当不考虑电流谐波的影响时,对电磁转矩做了阶次分析,论证了由永磁体磁场谐波引起的电磁转矩波动频率是电源频率的6k倍频。最后,通过有限元计算验证了该解析计算结果。     

电动车用永磁同步电机电磁转矩的解析计算

针对电动车车身结构振动和车内噪声的振源——永磁同步电机6i倍次(i∈N)转矩波动,研究了一种永磁同步电机6i倍次电磁转矩的解析计算方法。结合分布式驱动,根据永磁同步电机磁场梯形分布的特点,对永磁磁极在均匀气隙中的径向磁密进行傅里叶展开。通过Blondel-Park变换,将abc坐标下的磁链、电压变换成dq0坐标下的磁链和电压,提出一种分布式驱动用永磁同步电机6i倍次电磁转矩的解析计算方法,为分布式驱动用永磁同步电机的6i倍次振动提供了理论解释。计算结果与有限元计算结果比较,转矩波形基本吻合,证明此方法是正确、可靠的。     

声子晶体特性研究及在车身板件中减振降噪的应用

从声子晶体在顶棚上的应用入手,对其振动传输特性和声辐射进行分析,研究声子晶体分布方式对顶棚声辐射的影响,进而将声子晶体应用到整车上。在降低轿车车内中低频振动噪声上做了新的尝试,为利用声子晶体中低频带隙特性降低车内振动噪声提出了新思路。     

考虑开槽的分数槽集中绕组永磁同步电机电枢反应磁场解析计算

从单个线圈产生的磁场出发,借助单元电机的概念,研究三种不同极槽配合下的单元电机电枢反应磁场的空间分布规律,由单元电机磁场分布矢量图得到单元电机电枢反应磁场的解析表达式;利用复数气隙比磁导,将开槽对电枢反应磁场的影响考虑在内;通过将解析法计算结果与有限元计算结果进行对比来验证解析表达式的准确性;并分析了不同极槽配合电机的电枢反应磁场的谐波成分和开槽对谐波成分和幅值的影响,得出定子开槽主要引起某些谐波分量幅值的变化。     

车用永磁同步电机径向力波灵敏度分析和优化

为了降低电动车电磁噪声,以电动车用永磁同步电机为研究对象,建立了有限元参数化模型,计算径向力波.通过解析法和试验,验证了有限元参数化模型的正确性.应用该模型,以永磁体厚度、气隙长度、定子槽中心宽度、定子槽开口宽度4种结构因素为设计变量,以1阶、2阶、3阶径向力波能量和径向力波均值最小为目标函数,进行了影响径向力波的结构因素灵敏度分析.结合电机设计要求,提出了改变气隙长度和定子槽中心宽度的参数优化方案,有限元计算结果显示优化方案改善了径向力波.     

考虑开槽和高次谐波的永磁同步电机解析模型

永磁同步电机6i阶(i∈N)转矩波动是电机总成与电动车车身阶次振动的主要振源。提出了一种考虑定子开槽与高次谐波的永磁同步电机解析计算模型,建模过程基于瞬态气隙磁场分布的计算。当不考虑电流谐波时,电磁转矩具有6i阶(i∈N)转矩波动特性。最后,通过有限元计算验证了该解析计算结果。文中解析模型揭示了电动车用永磁同步电机转矩波动非线性的形成机理。