电动汽车用永磁同步电机的电磁振动噪声分析研究

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1、单位代码：10359密级：公开学号：201111020111分类号：TM351HefeiUniversityofTechnology硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目：电动汽车用永磁同步电机的电磁振动噪声分析研究学位类别：学历硕士专业名称：机械制造及其自动化作者姓名：包猛导师姓名：陈恩伟副研究员完成时间：2014年03月合肥工业大学学历硕士学位论文电动汽车用永磁同步电机的电磁振动噪声分析研究作者姓名：包猛指导教师：陈恩伟副研究员学科专业：机械制造及其自动化研究方向：机械制造计算机综合自动化2014年03月ADissertationSubmittedfort

2、heDegreeofMasterAnalysisofElectromagneticNoiseandVibrationofapermanentmagnetmotorforelectriccarByBaomengHefeiUniversityofTechnologyHefei,Anhui,P.R.ChinaMonth,2014万方数据万方数据致谢本论文是在陈恩伟老师的悉心指导下完成的，陈老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力以及对学生无论学习上还是生活上无微不至的关怀使学生感受颇深，学生必将

3、铭记于心。本论文从选题到完成，每一步都是在陈老师的指导下完成的，倾注了陈老师大量的心血。在此，谨向陈老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！作者在攻读硕士期间，还得到了刘正士教授、陆益民老师、陈秋明老师等诸多指导和大力帮助，在此一并深表谢意。这里更要感谢周铁明、夏增强、郭耀辉、刘帅、吴群、曹永友、汤祥、杨历等师兄弟（妹）在三年的研究生学习生涯中给予的支持和帮助，共同奋斗的同门友情难以忘怀，在此一并表示最诚挚的谢意。同时，在课题研究及论文完成过程中，还得到了徐义硕士、姚宏洋硕士的大力帮助。特别感谢我的父母和弟弟，感谢他们对我学习和生活始终如一的支持和鼓励。感谢父母对我多年的养育之恩和辛勤培育

4、，是他们给予我精神和物质上长久以来的关心、理解和支持，能够使我在学校专心完成学业！他们的殷切期望和无私的爱，是我漫长求学之路的原动力，浓浓亲情，无以言报。由衷的感谢我的女朋友刘国聪对我的支持和理解，没有她的支持，我不可能完成今天的工作。最后，衷心的感谢所有关心和帮助过我的师长、同学、朋友和亲人！作者：包猛2014年4月I摘要纯电动汽车的永磁驱动电机是其关键部件之一，它关系到整车动力性、操作性及NVH性能，而驱动电机的振动和噪声问题会严重影响乘坐舒适性。目前电机的电磁噪声研究的对象大多数是异步电动机，对永磁同步电动机的电磁振动和噪声研究的比较少。本文主要对纯电动车驱动用永磁同步电机进

5、行电机振动和噪声分析，主要研究内容分为以下几个方面：首先，在PWM变频器供电的情况下，对纯电动汽车驱动用永磁电机进行电磁分析。因为该电机具有轴向分布对称性，为了简化分析计算，对电机进行基于Ansoft的二维瞬态磁场计算，得到电机磁力线分布图、磁密云图，计算出径向气隙磁密，通过傅里叶分析得到的基波和谐波分布来分析永磁电机的振动特性；提取磁密值，根据麦克斯韦定理，运用MATLAB计算出了电机的径向电磁力密度曲线，在此基础上通过后处理得到电机的输出转矩和力矩特性等；然后，从电机的不同结构参数出发分析了不同结构参数对电机电磁场的影响。从而对电机电磁振动方面的优化设计提供参考。其次，对电机整

6、体及定子部分进行了动态特性分析，即模态分析。通过有限元模态分析得到了电机整体及定子部件的固有频率和振型图，从电机零部件的固有频率出发研究电机的振动。采用锤击法对一台样机进行模态实验，得到电机的实际低阶固有频率，与有限元分析结果对比，两者基本吻合，从而证明了有限元计算分析的可靠性。最后，运用AWA6291型实时信号分析仪，对纯电动汽车驱动电机进行了在线噪声测量，通过驱动电机在三个工况下的噪声测量，解出了电机的振动和噪声频谱图，结合上文关于电磁力波的研究，分析了主要频率段电机噪声大的原因，对电机的设计和噪声源识别作指导。关键词：纯电动汽车；永磁同步电机；电磁噪声；电磁力波；模态分析II

7、ABSTRACTPermanentmagnetmotordriveisoneofthekeycomponentsoftheBEV,whichisrelatedtothevehiclepowerperformance,operability,operationandNVHperformance,whilethedrivemotorvibrationandnoiseproblemswillseriouslyaffecttheridecomfort.Therecentres