【摘 要】
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永磁同步电机由于其较低的齿槽转矩、较好的弱磁能力和容错性而广泛应用于混合动力及纯电动汽车中。电机噪声成为混合动力及纯电动汽车重要的噪声源,严重影响车辆的乘坐舒适性。针对电机电磁噪声分析中主要研究径向电磁力而忽略其他电磁力分量,造成分析精度不够准确的问题,本文以8极24槽永磁同步电机为研究对象,开展了包括电磁噪声仿真分析、噪声测试试验和电磁噪声优化分析在内的电机声学性能研究,对永磁同步电机NVH性能
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永磁同步电机由于其较低的齿槽转矩、较好的弱磁能力和容错性而广泛应用于混合动力及纯电动汽车中。电机噪声成为混合动力及纯电动汽车重要的噪声源,严重影响车辆的乘坐舒适性。针对电机电磁噪声分析中主要研究径向电磁力而忽略其他电磁力分量,造成分析精度不够准确的问题,本文以8极24槽永磁同步电机为研究对象,开展了包括电磁噪声仿真分析、噪声测试试验和电磁噪声优化分析在内的电机声学性能研究,对永磁同步电机NVH性能的设计开发起到指导作用。对永磁同步电机进行模态分析,建立电机定子有限元模型并进行模态仿真分析,得到模态振型及其对应的固有频率,同时采用锤击法对永磁同步电机进行自由模态试验并对比永磁同步电机模态仿真结果和模态试验结果,验证电机定子有限元模型以及模态仿真分析的准确性。采用仿真分析与测试试验相结合的方法对永磁同步电机电磁噪声进行研究。首先对永磁同步电机进行电磁仿真得到电机在额定转速下的磁场以及电磁力分布,然后分别进行单独加载径向电磁力和综合加载径向、切向及轴向三向电磁力在电机定子结构模型上,采用模态叠加法仿真计算电机振动并采用间接边界元法预测电机电磁噪声,最后进行电机噪声测试试验证明与单独加载径向电磁力相比,加载三向电磁力的电磁噪声仿真分析结果更加准确,同时也可以证明径向电磁力是电机电磁噪声的主要激励源,但切向电磁力对电磁噪声也有一定的影响。最后基于永磁同步电机电磁仿真及声学仿真研究不同结构参数对于电磁噪声的影响。通过改变电机的定子槽口宽度和磁体圆角半径,研究其对于电磁力幅值和谐波成分两方面的影响,并进一步从声压级和声品质角度研究电磁噪声相应的变化规律,发现合理的减小永磁同步电机定子槽口宽度和磁体圆角半径既可以降低电磁噪声的声压级,也可以基于客观评价优化电磁噪声的声品质。
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