不同极槽配合对永磁同步电动机电磁噪声的影响

对于永磁同步电动机,特别是分数槽电机,极槽配合的选取对电机的电磁噪声有着很大的影响,一个合适的极槽配合可以使电机的电磁噪声大为减小。故本文首先推导出不同极槽配合所含径向力波次数及力波频率的表达式,进而提出能够产生单边磁拉力的条件。其次,用3台不同极槽配合的电机进行试验,得出在不同频率下的电机噪声声压级频谱图,进而验证了前述结论的正确性。     

不同极槽配合永磁同步电动机振动噪声分析

永磁同步电动机的极槽配合不同,其对电机振动噪声的影响也各不相同,尤其是分数槽绕组的采用使永磁同步电动机的谐波磁场变得更加复杂。利用Ansoft软件计算电机的主极磁场,再通过谐波分析得出各次谐波的幅值,最后利用分析结果计算电机的电磁噪声。计算结果与实验值吻合较好;并总结出不同极槽配合对电机电磁噪声的影响。     

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。     

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。     

基于辅助槽的永磁电机激振力波削弱方法

提出一种基于辅助槽削弱分数槽永磁电机空载激振力波的方法。首先推导永磁电机空载激振力波的解析表达式,得到对分数槽永磁电机振动噪声起主要作用的低阶激振力波的解析表达式。对激振力波阶数的分析表明,通过在定子齿上开辅助槽改变永磁电机极数槽数配合,可以削弱因极槽数配合引起的低阶激振力波。采用机械阻抗法得到未开辅助槽和开辅助槽时永磁电机电磁噪声声功率级频谱,利用有限元仿真计算和傅里叶分析对比开辅助槽前后激振力波的频谱,对比结果说明,所提方法可以有效削弱对分数槽永磁电机空载电磁振动和噪声起主要作用的激振力波。     

低转矩脉动低速大转矩电主轴感应电机的设计与分析

针对低速大转矩电主轴电机转矩脉动偏高的工程实际问题,对电机不同槽配合的性能进行分析综合对比,精确选择出各方面性能较优的电机方案。针对感应电机有限元仿真瞬态场收敛速度慢、在多方案对比时求解周期长的问题,提出时谐场和瞬态场联合仿真的思路,实现电机的快速优化设计。对一台12极7.5 kW的电主轴感应电机在每极每相槽数为3、2.5、2三种不同槽配合的组合下进行二维电磁有限元分析计算,对比其在额定工况下的铁耗、绕组铜耗、转子铝耗、效率、功率因数和转矩脉动等电磁性能。结果表明了转子导条数目的增加,能够使电机电磁性能保持较高水平,特别是能够维持较低的转矩脉动水平。最后对定子槽数90和转子槽数106的槽配合方案进行了样机制作,试验验证了样机的性能,并验证了时谐场和瞬态场联合仿真的准确性。     

永磁同步电动机的设计与仿真

针对分数槽配合电机的气隙磁场谐波次数过多,容易产生振动和噪声问题,采用磁路计算和有限元分析相结合的方法,设计了一台8极24槽、11.8kW、额定转速1500 r/min的整数槽配合的永磁同步电动机。给出了确定电机主要尺寸的方法,利用Ansys Maxwell软件对电机空载磁场、反电势、齿槽转矩、电机负载性能进行了仿真分析与计算。样机试验结果表明达到了设计要求,与仿真结果误差在5%以内,验证了设计和仿真的准确性。     

模块化多单元磁通切换电机设计与特性分析

该文提出一种具有高转矩密度、低转矩脉动的新型模块化多单元磁通切换(modularelementaryfluxswitching permanentmagnet,ME-FSPM)电机结构，研究槽极配合对电磁特性的影响。基于气隙磁场调制原理，从永磁磁场调制的角度阐明ME-FSPM电机气隙磁导调制系数对永磁磁密调制谐波影响规律。由于轴向模块配合与集成环形绕组拓扑，ME-FSPM电机不同槽极配合下具有高绕组因数特征，进而针对性的定义气隙磁导调制系数是决定永磁磁链基波幅值的关键参数。依据气隙磁导调制系数模型，揭示电负荷恒定下转子极数与电磁转矩变化规律。基于气隙磁密分布规律，分析模块配合下齿槽转矩抑制原理，依据槽极配合选择实现齿槽转矩基波抵消以及输出转矩提升，提出ME-FSPM电机槽极配合选择方法。最后，在6槽ME-FSPM电机结构下，选择6槽/7极和6槽/8极结构具有良好的转矩特性，并通过仿真与实验验证理论方法的合理性与有效性。     

分数槽集中绕组嵌入式永磁同步电机设计

分析了一类极槽数相近的分数槽集中绕组嵌入式永磁同步(FCW—IPM)电机的极槽数配合选择依据,基于二维有限元法对该类电机的气隙磁场分布、反电动势、稳态转矩、定位力矩等电磁特性进行了计算和分析。提出了一种交直轴电流全解耦与冻结磁导率相结合的方法,详细分析了交叉耦合及定转子相对位置变化对电机交直轴电感的影响规律。设计并制造了一台额定功率为10kW的样机,样机实验结果验证了设计方法和理论分析的正确性,为该类电机在混合动力汽车驱动领域的进一步应用奠定了基础。     

高压单绕组双速三相异步电动机设计分析

通过对Y2 500-6/8 450kW/190kW近极比单绕组双速电机的设计,总结出电机绕组设计应根据实际情况确定采用反向法变极,还是换相法变极,同时电机的槽配合及节距的选择,要尽量提高绕组系数,提高电机出力,减小磁动势谐波含量为目的实现单绕组双速电机设计.     

内置式永磁同步电机不同转子拓扑结构对电机性能的影响分析

为了研究不同转子拓扑结构对8极48槽内置式永磁同步电机(IPMSM)的电磁性能和噪声性能的影响,分别建立了单层无隔磁桥、单层有隔磁桥、双层无隔磁桥以及双层有隔磁桥转子拓扑结构的内置式永磁同步电机的有限元模型。除转子拓扑结构以外,四种电机的定子拓扑结构、永磁体使用量等其它条件完全相同。首先,对电机电磁性能和噪声性能进行相关的理论分析。其次,建立四种电机的有限元模型,对四种电机的凸极率、输出转矩、转矩脉动以及空载反电势谐波畸变率等电磁性能进行比较分析,并对四种电机进行模态分析。最后,比较了四种电机的振动响应和噪声特性。结果表明,双层有隔磁桥转子结构的内置式永磁同步电机电磁性能最好,并且其噪声削弱效果也最好。     

车用永磁同步电机径向电磁振动特性

随着转速升高和负载加重,车用高功率密度永磁同步电机的电磁振动和噪声问题逐渐突出,同时电动汽车对机械振动和噪声强度的限制却更加严格.针对这一问题,建立永磁同步电机沿空问分布的径向力波解析式,从电磁力波角度研究分析永磁同步电机电磁振动成因,并分析其分布规律以及电磁振动相关的影响因素.同时,进行两种实验样机的机械有限元分析,获取模态振型和频率特征的详细分析数据.最后,对实验样机高速下的振动和噪声特性进行实验测量和数值分析,验证了径向电磁力波解析式以及模态分析结论与实验测试数据频谱特征的一致性.     

浅析中型异步电动机噪声问题

通过对国产电机与西门子电机噪声的分析对比，从机械噪声，通风噪声，电磁噪声等三方面入手，论述了产生机电器声根源，并提出降低噪声的具体措施。     

径向斜槽转子潜水电机电磁噪声优化

相比于一般电机,大型潜水感应电机目前存在电磁噪声过大的问题。采用径向斜槽结构可以削弱大型潜水电机的电磁噪声,但仍存在部分不足。基于径向斜槽结构,通过调整径向斜槽扭斜距离进一步削弱电磁噪声,并提高电机其他性能。利用多物理场耦合有限元仿真分析对比各方案的电磁噪声,验证了上述方法的正确性。     

转子分段斜极永磁同步电机电磁振动噪声研究

基近年来永磁同步电机(PMSM)以其高效、节能的优点被广泛应用于电动汽车行业。然而电机的高频噪声已成为限制PMSM发展的关键因素。鉴于此,建立了一种能够进行电磁噪声预测的多物理场仿真模型,验证了所建立的仿真模型在预测和评估电磁噪声方面的有效性。另外,提出了一种可影响电磁噪声的转子分段斜极模型,并详细研究了斜极角对电磁噪声的影响。通过研究对电磁噪声影响较大的低阶径向磁力的光谱特性,比较分析了有无转子分段斜极的永磁同步电动机的电磁噪声特性分布。实验结果表明:在不同的斜极角下径向力密度的光谱是不同的;在频率范围内有转子分段斜极电机的SPL高于无转子分段斜极电机的SPL;所构建的基于多物理场的仿真模型能够很好地预测电磁噪声。     

矩形与面包形磁钢永磁同步电机噪声对比分析

为了对比分析矩形磁钢和面包形磁钢永磁同步电机运行时产生的0阶振动噪声,从理论上对电机的径向电磁力波进行推导,对力波的的磁密来源进行了分析,讨论了两种不同磁钢形状的永磁同步电机的0阶振动噪声。基于Workbench仿真平台,对这两种不同磁钢形状的36槽24极永磁同步电机进行仿真分析,得到两种电机的0阶6倍频力波的组成和0阶径向电磁力波的傅里叶分析结果;对电机定子的结构分别进行有限元建模和解析计算,得出电机结构的固有模态;通过解析计算的方法,得到电机定子表面的0阶电磁力振动位移频谱图;最后,通过计算电机的声辐射效率,对电机外部声场进行快速建模,计算出电机0阶电磁力声功率级频谱图。研究表明:面包形磁钢永磁同步电机的振动噪声要远小于矩形磁钢永磁同步电机的振动噪声。     

响点与响度

根据交流变频电机调速的特点,运用基本的电磁力产生定子铁心振动的观点,提出了只有控制响点和参考响度两方面,才能有效地控制电机电磁噪声的论点。编制了变频电机电磁噪声的计算程序,通过算例进一步阐明论点。     

Reducing Acoustic Noise of Axial‐Gap SRMs by Decreasing Axial Electromagnetic Force Ripple

Switched reluctance (SR) motors are motors that utilize the reluctance torque originating in the magnetic saliency between the stator and the rotor, which are made up of an electromagnetic steel sheet and windings without a permanent magnet. Because of their robustness and simple structure, SR motors are suited for use as the in‐wheel motor for traction motors of vehicles. In a flat space such as is present in in‐wheel motors, the axial‐gap structure has an advantage compared with the conventional radial‐gap structure for the space factor of a motor. An axial‐gap in‐wheel SR motor was tested in a microbus, and the bus could be successfully driven. The test results regarding the motor performance were satisfactory. However, the motor emits a loud sound. The acoustic noise of the axial‐gap SR motor is mainly caused by the axial electromagnetic force. This paper presents a method of reducing acoustic noise that is based on a model of the electromagnetic force on the axial‐gap SR motor.     

无刷直流电动机的径向不平衡电磁力对振动噪声的影响及其削弱方法

比较了9槽8极和9槽10极无刷直流电动机的特点，分析探讨了无刷直流电动机负载情况下径向不平衡电磁力的性质、对电动机振动噪声的影响，介绍了振动和噪声的实验结果及其削弱方法。     

小型无刷直流电动机振动与噪声的研究

该文首先综述了无刷直流电动机的优点,比较了少槽小型无刷直流电动机的特点。给出了电动机相电势矢量图及绕组构成,分析了电动机径向不平衡电磁力产生的原因。然后对9槽无刷直流电动机电磁转矩进行了计算,比较了不同极数下电动机的转矩特性。利用磁场解析定量研究了具体电动机在矩形波驱动电流换相时的径向不平衡电磁力,比较了在产生相同电磁转矩情况下电机径向不平衡电磁力的相对大小关系,分析了对电动机振动及噪声的影响。最后利用超小型加速度传感器对样机径向振动进行了测试,在无音实验室对样机的噪声进行了测试。实验证明了计算分析结论的正确性,为小型无刷直流电动机的设计提供了参考。