电动汽车用电机噪声分析和降噪方法初探

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1、微电机!%((*年!第#U卷!第-期!总第’$,期#中图分类号!!"#,#!"#+’!"#$%!!!!!!文献标识码!&!!!!!!文章编号!’((’)*+,+"%((*#(-)((*%)(%电动汽车用电机噪声分析和降噪方法初探王再宙!宋!强!张承宁!北京理工大学机械与车辆工程学院"北京!’(((+’#摘!要!电动汽车用电机系统因运行状况的不同特点而区别于一般电机系统!文章主要叙述了电动汽车用电机系统的要求!为了更好发挥电动汽车环保作用"对电机系统进行了噪声分析"并对降低噪声的方法进行了初步探讨!关键词!电动汽车#直流电动机#

2、交流电动机#开关磁阻电动机#噪声L&-4#8’2*O4-42’$@#.)#24#4&’(/#:)2.(-&’3&(&)&+<*#.()-.6#/-.*#K&015<8)@;93"=g0178<4:"56&01L;B4:)484:!bB8Y84:X4DE8E3EB9G!BH;49J9:F"bB8Y84:’(((+’"L;84<#89!:08%:$!;BEC

3、HE894N9E9CE9/d?0@!$/JBHEC8HAB;8HJB%.LN9E9C%&LN9E9C%=PN9E9C%098DB爬坡时要求高转矩"高速行驶时要求低转矩"宽的A!引!言调速范围&因此"对电动汽车驱动电机要求主要(-)电动汽车要求电动

4、机在稳定运行时电流较小"有$在满负荷运行的情况下起动转矩较大&电机系统与!’#需要有#"$倍的过载能力"满足短时加速电动汽车的动力性’经济性’安全性以及噪声振动行驶和最大爬坡度的要求%等密切相关&所以电动汽车用电机系统必须高效区!%#最高转速是巡航时基速的,"$倍%宽’功率密度和转矩密度大’调速范围宽’低速重!##在较宽的转速和转矩范围都有较高的效率%载性能好’可靠性高’噪声低(’)%)&高转速和高功!,#可控性好"稳态精度高"动态性能好"工率的时候"电动汽车用电机系统噪声问题越来越引作可靠&起人们的强烈关注"因此对电机系统的

5、噪声进行研电动汽车按照使用的牵引电机类型"可以划分究分析和测量非常必要&以往研究主要集中在对内为直流驱动系统和交流驱动系统&交流驱动系统一燃机车辆中的电机或者是其他工业用途电机进行噪般采用感应电动机’永磁同步电机和开关磁阻电动(+[U)声分析(#)*)"有关电动汽车用电机系统噪声的分析机&目前还未见报道&C!电机系统噪声的组成本文主要从理论上分析电动汽车用电机产生噪声的一般原因"提出了降低噪声的一般措施&CDB!电磁噪声电磁噪声是电动汽车噪声的主要成份&它通过B!电机系统简介磁轭向外传播&气隙磁波作用在定子铁心齿上&产不同于工

6、业电机"用于电动汽车的驱动电机通生径向和切向磁力两个分量"使定子铁心产生的振常要求能够频繁起动’停车’加速’减速"低速或动变形的径向分量是电磁噪声的主要来源"使齿根部弯曲产生局部变形的切向分量是电磁噪声的次要!!收稿日期!%((*)(,)%*来源&当径向电磁力波与定子的固有频率接近时"**%万方数据*电动汽车用电机噪声分析和降噪方法初探!王再宙!宋!强!张承宁就会引起共振!使振动与噪声大大增强"良!定#转子部件固有频率和旋转频率一致时也会电机在运行时!气隙磁场是一个旋转的力波!产生机械噪声"转子的振动和轴承的振动往往是通其产生

7、的电磁力是交变的"气隙磁场中除了主磁通过端盖传递到底座和支承上!但当端盖的轴向刚性外!还有很多次的谐波分量"它们的频率往往与较差时!端盖受激而产生轴向振动和噪声"齿#槽数成倍数关系"因此电磁噪声中不但有%倍CDE!空气动力噪声于电源频率的主磁通引起的噪声外!主要是谐波磁电机的空气动力噪声有涡流噪声和笛鸣噪声两通产生的频率较高的噪声"产生电磁噪声的其他原种"涡流噪声主要是由转子和风扇引起冷却空气湍因有$流在旋转表面交替出现涡流引起的!其频谱范围较’%铁心饱和的影响!当铁心饱和时!会使磁场广"笛鸣噪声是通过压缩空气!或空气在固定障

8、碍正弦分布的顶部变得平坦!在磁场分布中加大了#物上擦过而产生的!即&口哨效应’"电机内的笛鸣次谐波的分量!使电磁噪声增加"噪声主要是径向通风沟引起的"旋转电机的空气动%%开口槽的影响!定#转子槽都是开口的!气力噪声是不可避免的!它与转子表面圆周速度#表隙磁导在旋转时是变化和波