转子分段斜极永磁同步电机电磁振动噪声研究
2021-01-21王玉娟王华强
电气传动 2021年2期
王玉娟,王华强
(1.山东华宇工学院电气工程学院,山东 德州 253034;2.合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽 合肥 230009)
永磁同步电机(PMSM)因其结构紧凑、功率密度高,被广泛应用于电动汽车(EV)[1]。然而与传统汽车相比,由于车辆噪声激励源的变化,电机驱动的车辆呈现出新的噪声特性,且在这种情况下高频噪声的急剧增加尤为明显[2]。此外,这些高频噪声中的一部分分布在对人耳敏感的频率范围内,从而导致驾驶员和乘客感觉非常不适[3-4]。因此,研究车辆PMSM的噪声特性对于降低噪声和改善电动汽车的音质具有重要意义[5]。
电磁激励是电磁噪声的根源。具体地,径向磁力主要作用在定子齿表面上,并呈现出气隙中的时空磁分布特征。不同频率的空间阶数和可变形幅度直接影响电磁噪声分布[6]。同时切向磁力分量产生与电磁转矩相对应的作用力矩,导致齿根的弯曲振动,然后引起转矩波动[7]。目前,对永磁同步电机噪声特性的研究主要分为两类:一是分析来自于激励源的电磁噪声的分布特征,如电流-时间的谐波调制、气隙的磁控制和磁力的时空分布;二是研究电磁噪声阶次特征,寻找通过阶次特征来削弱电磁噪声的方法[8]。
本文建立了一种能够进行电磁噪声预测的多物理场仿真模型,分析了转子分段斜极对电磁噪声分布的影响。首先,在构建电机模型的基础上,分析了影响电磁噪声的转子分段斜极模型,研究了低阶径向磁力的频谱特性。其次,将径向磁力加载到定子齿面上,然后采用模态叠加法进行电机的振动响应分析。……
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