基于NVH性能的电动轿车电机方案研究.pdf

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1、第52卷第4期V01．52No．4农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2014年4月April2014基于NVH性能的电动轿车电机方案研究吴刚天心U(230601安徽省合肥市安徽江淮汽车技术中心)[摘要]从研究电动轿车电机振动关系式入手，对电机NVH机理进行了分析，介绍了电机NVH整车试验方法，对不同方案电机的NVH性能举例进行了对比分析，并给出了结论，对电机的方案选择具有参考价值。[关键词]NVH；电动轿车；电机[中图分类号]U469．72；U463．631[文献标志码]A[文章编

2、号]1673—3142(2014)04—0045-04StudyonElectricCar’SMotorSchemeBasedonNVHPerformanceWuGang(AnhuiJianghuaiAutomotiveTechnologyCenter，HefeiCity，AnhuiProvince230601，China)[Abstract]Startingfromthevibrationrelationshipoftheelectriccar7Smotor，theNVHmechanismisanalyzed，theNVHtestmethod

3、ofthemotoronvehicleisintroduced，theNVHperformanceofdifferentschemesofmotoriscomparativelyana-lyzed，andtheconclusionisgiven．Ithasanextremelyimportantsignificanceforselectionofdrivemotor'sschemeofelectriccars．[Keywords]NVH；electriccar；motor0引言在研究开发电动轿车时我们发现，对于不同方案驱动电机的NVH性能．利用

4、振动噪声频谱分析仪所获得的实验数据，通过频谱分析法对方案样件进行对比分析，对电机的方案选择及优化具有重要的指导意义。电机铁芯和机座的振动有以下关系：A∞斋式中：A——振动加速度：卜激振力；K——刚度；尺——振动阶数。在铁心和机座刚度相同的情况下。振动加速度正比于激振力F，反比于振动阶数R4，激振力越大，振动阶数越低，振动加速度越大【lI。1机理分析由于永磁同步电机具有效率高、体积小、重量轻等优点，是目前电动轿车的主流方案，因此以下主要对永磁同步电机的机理予以分析。1．1正弦波电源供电时永磁同步电动机产生电磁振动和噪声的机理当标准的正弦波电源供电

5、时．永磁同步电动收稿日期：2014一Ol一26修回日期：2014—02—12机会产生低频振动．其主要振动频率与电机转速成正比。1)对三相永磁同步电动机来说．假设定子不开槽，气隙均匀，气隙磁场是标准的正弦波，这时电磁振动主要由气隙基波磁场引起．振动阶数等于电机极数2p，振动频率等于2倍的基波磁场的变化频率，斯。如，当1台8极的电机运行在1000r／min(基波磁场变化频率为66Hz)，此时由基波磁场引起的电磁振动的阶数为8，振动频率为132Hz。2)如果气隙磁场不是标准的正弦波，比如永磁转子会产生3次、5次、7次等谐波磁场，定子绕组(三相电机)会

6、产生5次、7次、11次等谐波磁场，则此时的电磁振动除了由基波磁场引起，还有定、转子谐波磁场相互作用引起的电磁振动。当转子谐波磁场的次数等于定子谐波磁场的次数时会产生0阶的振动。由于谐波磁场次数越高，其幅值越小．因此值得注意的是转子5次谐波磁场与定子5次谐波磁场相互作用所产生的振动．以及转子7次谐波磁场与定子7次谐波磁场相互作用所产生的振动，这些振动的频率都等于6倍的基波磁场变化频率，即等于6f,。比如．1)中所述的那台电机。此时由定、转子谐波磁场相互作用引起的主要振动阶数等于O，振动频率等于396Hz[2I。农业装备与车辆I‘氍3)如果定子开槽

7、，则气隙磁场中还包含齿谐波磁场的成分。特别是当定子齿数Z等于或接近于2p、4p、6p或印情况下，会产生0阶或低阶数的振动，振动频率等于2、4或6倍基波频率。比如，一台8极电机，定子24槽，满足z=6P，这样就会产生O阶、6倍基波频率的振动．当它运行在1000r／min时(基波频率为66Hz)，这个0阶振动频率为396Hz[31。1．2PWM变频器供电时永磁同步电动机产生电磁振动和噪声的机理调速永磁同步电动机一般采用PWM变频器作为电源，这时，电机除了会产生1．1中所述的与电机转速成正比的低频振动外。还会产生PWM变频器载波频率附近的高频振动。P

8、WM变频器输出的电压或电流波形不是标准的正弦波，而是一系列等幅不等宽的电压或电流脉冲。对这种脉冲进行傅里叶级数分解．可以得到基波和一系列时间谐波．其中