高速异步电主轴电机的电磁噪声分析

采用有限元法分析了高速异步电主轴电机定子结构的动力学特性(振型、固有频率),分别采用解析法和有限元法分析了电机在额定转速60 000 r/min下空载和负载的电磁力波,利用傅里叶变换对径向气隙磁密和径向电磁力波进行了谐波分析,得到了不同阶次不同频率下的谐波幅值。还将得到的电磁力波加载到电机定子相应节点处,对高速异步电主轴电机进行了电磁振动和声场分析,并计算出电机在空载和负载情况下产生的电磁噪声。     

电动客车用永磁同步电机噪声特性研究

本文针对纯电动客车用永磁同步电机的噪声特性进行研究。通过建立电机的电磁场有限元模型,从电磁力角度分析电机在空载和额定负载工况下作用于电机定子齿部的径向电磁力波的差异,并考虑电机在变频器供电下时间谐波的影响,研究电机径向电磁力波的阶次特征和频域特性。最后通过半消声室台架进行电机噪声测试,验证了径向电磁力波特性分析与试验数据阶次特征的一致性。该研究为永磁同步电机电磁噪声优化提供依据。     

车用异步电机的电磁振动/噪声分析(英文)

该文对电动汽车驱动用异步电机的电磁振动/噪声进行分析和抑制,以一台额定功率40 kW异步电机的电磁噪声分析为例,列写可能引起异步电机电磁振动/噪声的危险电磁力波,并采用有限元法仿真获得电机关键工作点的气隙磁密,对磁密谐波进行时空谐波分析,从而确定危险电磁力波的幅值、次数和频率。采用有限元法分析电机结构的固有频率。通过电磁力波和电机结构的模态分析研究车用异步电机的电磁噪声特性,并通过合理的槽配合选择抑制电磁噪声。测试电机的空载噪声,通过空载噪声频谱的对比证明电磁振动/噪声分析的正确性。     

高模数电磁力对永磁电机电磁振动影响

分析了永磁电机在空载和负载工况下高模数电磁力波对电机电磁振动的影响。首先通过麦克斯韦应力张量法推导了电机电磁力波的幅值、频率和模数特征。其次阐述了引起永磁电机低阶电磁振动源的高模数和低模数电磁力波特点并探讨了齿宽对两种电磁力的影响。然后计算和详细对比了电机空载和负载工况下两种电磁力波对低阶电磁振动的贡献,并用模态叠加法仿真电机的振动,对理论进行验证。最后在一台10极12槽永磁电机上进行空载电磁振动实验,与仿真计算结果吻合较好。研究表明,高模数电磁力波能引起较大的低阶电磁振动,但在分数槽电机中,其贡献程度随负载的增加而减弱。该文的研究将为永磁电机电磁振动的准确预测和减振提供思路。     

电动汽车驱动用分数槽永磁同步电机电磁噪声优化

分数槽永磁同步电机因存在较低阶次的径向电磁力,导致其电磁噪声较大。基于理论分析、Optislang多目标优化平台与Ansys多物理场有限元分析平台,对一台电动汽车驱动用8极36槽永磁同步电机的电磁噪声进行分析和优化。电机的电磁噪声主要是由作用于定子齿上的径向电磁力波使定子铁心振动变形引起,在定子齿顶开辅助槽并对其齿槽参数进行优化,以削弱径向电磁力。建立电机的二维有限元模型,利用Optislang对不同工况下的定子辅助槽及齿槽参数进行多目标优化,计算得到Pareto前沿并从中找到相对最优解。对比分析电机优化前后定子齿部的径向电磁力,将其映射到所对应的三维结构上,利用Ansys计算得到电机优化前后的电磁噪声,并通过样机的噪声试验验证了仿真结果的有效性。     

利用定子槽口宽度削弱永磁电机电磁噪声研究

着重研究了永磁电机定子槽口宽度对电磁噪声的影响。通过电磁力解析计算得出电磁力与定子槽口宽度的计算关系。利用Ansoft软件对1台电动汽车用永磁电机进行电磁场计算,求解改变定子槽口宽度对电磁力波的影响,并用ANSYS软件对该永磁电机进行不同定子槽口宽度的2D声场计算。进行了试验验证,仿真计算与试验结果基本一致,可为该类电机削弱噪声设计计算提供参考。     

电机定子系统振动模态的研究分析

针对电机定子系统的振动与噪声特性,利用Ansys有限元仿真软件对电机定子系统三维模型进行模态仿真,得到电机定子系统的固有频率与振形,并通过试验对仿真结果进行验证。同时,对电机进行电磁仿真,分析其气隙磁密与电磁力谐波,得到电机内部电磁力各次谐波频率。将电磁力谐波频率与电机固有频率进行对比,确保电磁力谐波不会引起电机定子系统共振。验证了电机结构的合理性,为同类产品的设计优化提供了一定的参考价值。     

不对称磁障对IPMSM电磁振动噪声的影响分析

针对目前一些采用不对称磁障法降低内置式永磁同步电机(IPMSM)转矩脉动的研究并未细致分析其对电机电磁振动噪声产生何种影响的问题,以一台37 kW IPMSM为研究对象,建立了原始电机和具有不对称磁障结构电机的电磁场有限元模型与振动噪声耦合模型,对比分析了不对称磁障结构对电机振动噪声的影响。从理论上分析了永磁电机径向电磁力波的阶次、频率特征,并利用有限元法与二维傅里叶分解法对得到的气隙处径向电磁力波进行分解。建立定子结构有限元模型,对其进行模态分析。在仿真平台搭建振动噪声耦合模型,仿真得到电机定子振动响应与电磁噪声。结果表明,采用不对称磁障的设计方法虽然能降低电机的转矩脉动并且不会牺牲电机输出转矩,但会产生其他倍频的电磁力,增加相对应频率点的振动响应,增大电机的振动噪声,设计时需综合考虑。     

不同槽极数配合的永磁电机噪声特性分析

首先,利用麦克斯韦张量法推导了电磁力的解析模型,基于解析模型分析了8极48槽、8极36槽、6极36槽3种槽极数配合的新能源汽车用永磁电机电磁力的空间阶次和频率特征;其次,利用有限元法对定子铁心的模态进行了分析;同时,在半消声室内分别对上述3种槽极数配合的永磁电机在额定外特性匀加速工况下进行了噪声测试,并利用快速傅里叶变换得出了3种电机噪声的频谱图;最后,综合电磁力空间阶次、频率特征以及定子铁心的模态对测试结果进行了分析。分析结果揭示了3种槽极数配合对永磁电机噪声水平的影响以及不同槽极数配合电机电磁噪声的抑制方法。     

超高速永磁同步电机振动噪声分析

超高速永磁同步电机（PMSM）具有转速高、径向力波阶数低等特点,但定子易共振引发较大噪声。以1台超高速PMSM为例,依据电机实际尺寸,建立了电机电磁场模型和定子结构的3D模态模型。采用有限元法对该电机的径向电磁力进行仿真,分析了引起电机振动的主要电磁力谐波次数,确认了电机电磁噪声的主要来源。最后,通过ANSYS声场的声压级云图研究了超高速PMSM的电磁噪声特性。     

正弦波供电下永磁同步电动机径向电磁力波研究

径向电磁力是影响永磁同步电动机电磁振动噪声的主要原因。抑制永磁电机电磁振动噪声的方法为:1提高电磁力波次数;2降低电磁力波幅值;3使电磁力波频率远离电机的固有频率。本文分析了永磁同步电动机的径向电磁力波次数和频率,对力波次数以及不同磁场产生的力波频率所满足的规律进行了总结;并使用有限元法计算了两台电机的气隙磁场谐波,对由气隙磁场产生的低次数径向力波幅值进行分析,找出了产生低次数大幅值径向力波的磁场谐波源规律。     

异步电机电磁振动计算与分析

为了定量分析异步电机的电磁力及其对电机电磁振动的影响,采用解析法和有限元法,计算分析了电动机谐波电磁力以及电磁振动,在此基础上对电磁力进行了分析,得出了空间阶次和频率之间的关系,说明了谐波电磁力的主要组成部分以及产生原因。并通过电机空载试验加速度频谱测量结果对比分析,说明了谐波电磁力波和电机振动计算的准确性。最终给出了降低电磁振动的措施和方法,为分析异步电机电磁振动机理和抑制电磁振动提供了参考依据。     

抑制车用异步电机电磁噪声的槽配合

电动汽车驱动用电机追求高出力、宽调速和轻量化的设计方案,导致作用于电机定转子铁心上的径向电磁力波频带较宽,各次电磁力波最高频率接近或高于电机结构相应各阶模态频率的可能性大,容易引发较大的电磁噪声。该文研究了有利于车用异步电机电磁噪声抑制的槽配合选择方法。预测车用异步电机不同槽配合可能存在的电磁力波次数及其最高频率,采用有限元法计算电机结构的各阶径向模态频率,对比车用异步电机调速范围内可能存在的各次电磁力波最高频率与电机结构的模态频率,在保证满足电机力能指标的前提下选择各次电磁力波最高频率低于并远离电机结构相应各阶径向模态频率的槽配合。     

加速工况下永磁同步电机电磁噪声分析与优化

针对电机加速工况下电磁噪声,以一台10极60槽新能源汽车驱动用永磁同步电机作为研究对象,使用Mawell建立电机二维仿真模型,确定了该电机引起电磁噪声的主要力波阶次为0阶次。对电机在加速工况下的噪声辐射进行仿真计算,得到加速工况下噪声colormap图,确定了该电机在60阶次会产生较大的噪声,并通过实验验证了仿真的准确性。对径向电磁力进行二维傅里叶分解,确定了60阶次噪声是由0阶电磁力波12f倍频引起,随后对转子铁心进行结构优化,削弱了该频段径向电磁力的幅值,使得电机噪声得到了改善。     

考虑径向电磁力激励下永磁同步电机电磁噪声仿真分析

永磁同步电机产生的电磁振动噪声会对设备运行产生影响,为分析永磁同步电机定子受径向电磁力作用产生的电磁振动噪声特性,提出一种多物理场耦合的电磁振动噪声分析方案。以额定功率500 W、额定转速1 500 r/min的永磁同步电机为对象,采用RMxprt模块建立电机2D模型,基于Maxwell模块对永磁同步电机进行电磁瞬态分析,得到瞬态径向电磁力,通过谐响应分析得到瞬态径向电磁力作用下电机的振动频率,再耦合Acoustics ACT模块对振动噪声分析。分析结果可以反映出瞬态径向电磁力对电机噪声的影响,为抑制电机电磁振动噪声提供一种新思路。     

永磁辅助同步磁阻电机的电磁分析及振动噪声优化

针对永磁辅助同步磁阻电机运行时存在振动噪声问题,采用逐层优化的方法抑制电机振动噪声.以一台1.5 kW的永磁辅助同步磁阻电机的电磁振动进行研究,推导了电机径向电磁力解析式,分析了各种磁场相互作用产生径向电磁力的阶数和频率;利用有限元软件,对定子槽口进行结构设计,削弱幅值较大的径向电磁力,对电机转子开辅助槽设计,进一步抑...     

乘用车驱动电机低速啸叫优化

电机径向辐射噪声主要原因是电机径向电磁力.本文针对某乘用车驱动电机低速啸叫问题进行了力波分析、电磁方案优化以及试验验证.通过分析低速状态驱动电机力波剖析了低速啸叫问题产生的根源.建立定子铁心3D模态有限元模型,分析得出电机的主要模态频率,结合磁固耦合动态响应分析方法对电机振动噪声响应对比分析.最后,通过在整车上进行NV...     

低噪声屏蔽电机的电磁设计

以37 kW两极屏蔽电机为例,给出了低噪声屏蔽电机的电磁设计参数,并对该电机的起动性能进行了仿真计算.将计算结果与路算法进行对比验证后,发现两者基本吻合.然后当对电机采用场-路耦合有限元法进行电磁力计算和对定子铁心进行模态分析时,确认定子铁心固有频率和电机运行频率及主要电磁力波频率三者没有重合点,即不存在共振的激励点,...     

电机振动噪声研究(二) 电磁噪声起因及激振力波

2.1电磁噪声产生原因电机运行时气隙中存在基波磁场和一系列谐波磁场,这些磁场相互作用除产生切向力,从而产生切向电磁转矩以外,还会产生随时间和空间变化的径向力。一般情况下电机气隙中存在各种次数、各种频率的旋转径向电磁力波。每个径向力波都分别作用在定、转子铁心上,使定子铁心和机座以及转子出现随时间周期性变化的径向变形,即发生振动,振动频率就是力波作用的频率。由于转子铁心刚度很大,所产生的振动量很小,故一般仅考虑定子铁心和机座的振动。电磁噪声主要是由于定子的振动使周围空气脉动而     

爪极电机电磁噪声特征研究与分析

电机噪声与振动是衡量电机性能的重要指标,能够影响电机的使用寿命,因此研究电磁噪声特征具有较大意义。首先,利用Maxwell 3D建立有限元分析模型,计算径向电磁力。将时域数据导入MATLAB进行频谱分析,获取电磁力波相关频域特性数据。然后,应用有限元法分析定子模态以及谐响应分析,得出电机的振动位移响应。最后将振动位移数据导入LMS Virtual.Lab声学边界元模块中计算电磁噪声频率响应。本文方法可用于电机设计阶段对电机的电磁噪声特性进行估算,进而优化电机的设计。