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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

2014-09-07马琮淦左曙光

振动与冲击 2014年15期

马琮淦,左曙光,孙 庆,孟 姝

(同济大学 新能源汽车工程中心,上海 201804)

分布式驱动电动汽车具有多工况、变负载、宽调速等特点,主要采用变频调速永磁同步电机直接驱动,其噪声问题呈现新的特点[1]:变频器供电产生大量的时间谐波电流,使气隙磁场也产生大量的谐波磁场,显著影响径向力波的幅值和阶次,并且可能导致径向力波频率与永磁同步电机或电动汽车车身的某些模态频率接近而发生共振,进而引起永磁同步电机甚至整车的振动和噪声的显著增大。因此,通过实验和理论分析的手段,对考虑时间谐波电流的永磁同步电机电磁噪声进行研究具有重要意义。

Wallace等[2]通过研究感应电动机、永磁直流无刷电动机、开关磁阻电动机,发现了变频器供电已成为电机振动和噪声的主要来源之一,指出应充分考虑控制系统对电磁噪声的影响。Ronnie等[3]提出了变频器对感应电动机电磁噪声的四步研究法:首先分析变频器的频谱,其次根据电动机的数据对电磁力进行谱分析,然后计算定子结构的模态,最后将电磁力频谱和定子模态进行对照。Garcia-Otero等[4]应用改进的脉宽调制控制方法,消除了逆变器中对电动机共振频率敏感的电流谐波。Bi等[5]分析了噪声频率、谐波电流和谐波磁场的关系。唐任远等[6]通过有限元法计算变频器供电时永磁同步电机的三维声场,预估并实验验证了开关频率处的噪声峰值频率。使用环境的不确定性和工况的多样性使分布式驱动电动汽车用永磁同步电机的时间谐波电流相对于普通工业驱动用永磁同步电机更加丰富,噪声问题也更加突出、复杂。……

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