电机电磁噪声解决方案

《电机电磁噪声解决方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、北京海基科技有限公司电机电磁振动噪声解决方案1.引言1.1电机噪声分析技术背景随着世界经济的发展和人民生活水平的提高，电机的用量与日俱增。尤其是在新能源汽车、家电及工业等领域内得到广泛应用，但是由于电机噪声指标不合格引起相关产品的振动、噪声问题，进而会影响产品的品质。电机的振动和噪声研究十分复杂，它涉及了电磁、能量转换、机械振动、特殊物理声学、电子学和数学等许多学科。图1-1电机噪声影响人们生活一般来说，电机由于结构及机理的复杂，其噪声研究比振动研究更为困难。因为噪声涉及的是电机的整体作用，而振动涉及电机各个运动部件。电机噪声分类：（1）电磁噪声电磁力作用在定、转子间气隙中，产

2、生旋转力波或脉动力波，使定子产生振动而辐射噪声，这类噪声称为电磁噪声。它与电机气隙内的谐波磁场及由此产生的电磁力波幅值、频率和极数，以及定子本身的振动特性，如固有频率、阻尼、机械阻抗均有密切的关系，还与电机定子的声学特性有很大关系。它主要由设计的电气参数和机械参数及装配工艺决定。（2）机械噪声电机中的机械噪声主要是由轴承和电刷引起的。这些噪声和它们所用的材料、制造质量及电机装配工艺、配合精度有关。（3）空气动力噪声由电机的冷却风扇产生，主要由风扇的型式、风扇和通风道及进出口的结构设计决定。在无外风扇的封闭电机中，空气动力噪声是微不足道的，主要是电磁北京海基科技有限公司噪声和机械

3、噪声。但在高速开启式电机中，空气动力噪声是主要的噪声成分。必须在设计时恰当地考虑电机损耗所需的冷却风量，使风量的裕度最小，风扇的效率最高。在以上三种电机噪声中，机械噪声所占成分较少；由空气动力引起的噪声往往可以通过成熟的CFD手段来预测与优化，其中由电磁力引起的电机噪声往往占据主要部分。1.2电机电磁噪声分析研究难点电磁软件与传统有限元分析软件有所不同，其本身特有的网格功能帮助工程师得到各部件及气隙处电磁力，但电磁软件本身网格往往很难导出有限元软件可以识别的文件类型；也就是导出的基于网格节点的电磁力在有限元分析软件中无法识别。声学软件Actran14.0及以上版本，可以加载结构

4、表面载荷，只需要得到电磁力加载的坐标即可，不依赖于电磁网格节点，这样就解脱了上述问题的束缚，能够很顺畅的求解电磁软件求得的电磁激励的声学响应。海基科技公司通过对电磁噪声的研究，成功了开发专业的电磁分析软件Infolytica与专业声学仿真软件Actran之间的接口MagAcoustics，可以对电机电磁噪声问题进行预测，使电机研发工程师能在电机设计阶段评估和优化电机结构，减少由电磁力引起的噪声超标，避免因为噪声问题影响产品性能。2.电机振动噪声的仿真解决方案2.1技术路线电机振动噪声系统是一个多物理场耦合的系统，因此，海基提供一个耦合分析工具，建立电机电磁-声学耦合分析方法，确

5、定技术路线如下图：北京海基科技有限公司图2-1技术路线2.2电磁与声学接口软件-MagAcoustics海基提供由电磁场到声学计算的接口程序，此接口为海基自主开发的产品，具有知识产权。该电磁声学接口软件主要功能如下：（1）读取电磁软件如Infolytica软件的电磁力数据；（2）对时域的电磁力数据进行傅里叶转换，输出频域的电磁力载荷数据；（3）完成网格映射插值，将电磁计算模型上的数据插值到对应的声学网格上，以便后续的声学计算。接口软件流程示意图如下：图2-2电磁-声学接口软件处理示意图电机电磁力振动噪音分析，一般的流程需要考虑电磁、结构和声学，海基科技提供的解决方案，可以实现电

6、磁直接到声学的过程。MagAcoustics可以实现从电磁软件Infolytica直接到声学软件Actran的数据传递，节省了电磁到结构的数据处理时间。北京海基科技有限公司3.电机电磁噪声案例演示本文以某电机为例对其电磁振动噪声问题的预测进行说明，电磁力输出后可以经过电磁噪声接口软件数据转换，然后可以作为声学软件Actran的输入，随后进行振动噪声的计算。图3-1电机定子分析对象计算完成后，可以查看声压响应云图、声压频谱曲线以及振动响应云图，如下图所示。图3-2电机外部声场分布云图（1525Hz）图3-3电机监测点声压频谱曲线海基科技目前与国内众多厂家进行了电机噪声项目的合作（

7、如一汽大众新能源汽车），并取得了非常好的降噪效果，获得客户良好的口碑。