轮毂电机电磁噪声测试方法及特性分析-论文.pdf

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1、I訇似轮毂电机电磁噪声测试方法及特性分析Anelectromagneticnoisetestmethodforin-wheelmotorandtheanalysisofthenoisecharacteristics左曙光，王青松，吴旭东，孙庆，谭钦文ZU0Shu．guang，WANGQing—song，WUXu-dong，SUNQing，TANQin-wen(同济大学新能源汽车工程中心，上海201804)摘要：设计了一种轮毂电机在负载扭矩作用下的电磁噪声测试方法，对不同转速和负载扭矩下的轮毂电机电磁噪声进行了测试，试验结果表明转速对电磁噪声影响较大，而

2、负载扭矩对其影响不明显。基于Ansoft建立气隙磁场有限元模型，求解径向力波，并以此为激励力求解电机外转子的受迫振动响应，利用LMS．Virtua1．Lab建立轮毂电机电磁噪声边界元模型，基于正交试验原理对轮毂电机电磁噪声进行仿真计算，分析了产生该试验现象的原因：由于轮毂电机外转子模态频率较高，转速提高导致径向力波频率增大，进而容易引起轮毂电机结构共振，产生较大噪声辐射；而负载扭矩的增加不会影响径向力波的频率，只是使得径向力波的幅值略有增加，因此负载扭矩的增加对轮毂电饥舶振动状态影响不大，对噪声的影响也不明显。关键词：轮毂电机；分布式驱动；噪声试验；电

3、磁噪声；正交原理中图分类号：TM341；TM351文献标识码：A文章编号：1009-0134(2014)09(上)-0077-05Doi：10．3969／J．Issn．1009-0134．2014．o9(上)．200引言声的源头。文献[61对800kW感应电机的振动噪声分布式驱动电动车采用轮毂电机作为驱动元进行了试验分析，测定了该电机在近声场的噪声件，具有传动链短、传递高效等特点，是电动汽特性，并进行了相干分析，研究了声源的振动特车发展的重要方向¨l。由于轮毂电机直接安装性。比利时学者在研究感应电动机电磁噪声时，在轮辋内，导致电动车的非簧载质量增大，电

4、机指出当电磁力的频率接近定子的固有频率时，可的振动直接传递到车内，使得轮毂电机成为了电产生较大的噪声【。文献[8】测出了车用电机噪声频动车的主要振动源之一。同时，气隙磁场中产生谱随转速的变化规律，提出了一些降低车用电机的径向电磁力波作用于定、转子表面产生电磁振噪声的建议。动，向外辐射形成电磁噪声口】，对电动车的乘坐舒目前对于传统内转子电机振动噪声的理论与适性有重要影响。试验研究已较为完善【IlJ，对传统内转子电机进为有效降低电机的电磁噪声，国内外学者对行噪声测试时，一般通过测功机对电机转子施加电机电磁噪声展开了广泛而深入的研究。文献【4】负载，用联轴器

5、连接被测电机与测功机。由于测定了电动车用无刷直流电机噪声特性，并通过轮毂电机采用外转子驱动，连接测功机存在一定改善定子结构参数，使该电机电磁噪声降低了的困难，且联轴器刚度不足会产生额外的振动噪5dB。文献【5】通过声强测试原理，在测试平台上测声，导致轮毂电机在负载扭矩作用下的噪声测试试了电动车用直流电机的声功率和声强特性，论试验实现起来存在一定的难度。证了声强测试的可行性，并确定了电机各频段噪针对轮毂电机外转子驱动以及低速大扭矩的收稿日期：2014-03-04羹盒项目：国家自然科学基金项目：分布式驱动电动汽车电动轮一悬架系统高频振动特性研究(51375

6、343)；重大科研仪器设备专项：燃料电池汽车动力系统动态性能综合测试仪器开发及应用(2O12YQ150256)；国家重点基础研究发展计划973项目：高性能分布式驱动电动汽车关键基础问题研究(2011CB711201)作者简介：左曙光(1968一)，男，．教授，博士，研究方向为汽车系统动力学。第36卷第9期2014-09(上)【77】务I违訇似特点，设计了一种新的轮毂电机电磁噪声测试方如图2和图3所示。从图中可以看出：案，该测试方法可以方便地对不同负载扭矩下的保持负载扭矩不变，不同转速时所测到的电外转子电机进行噪声测试。结合仿真计算探讨了机噪声声压级明显

7、不同，并且转速越大，电机噪转速和负载两个因素对轮毂电机电磁噪声的影响声声压级越高。规律。保持转速不变，不同负载下测到的噪声声压级基本一致，当负载增大时，对应于某些频率处1轮毂电机噪声试验的噪声声压级幅值稍有增加。1．1测试方案为准确测定轮毂电机在负载扭矩作用下的电磁噪声，本节提出了一种简单有效的轮毂电机噪声测试方案，并进行了噪声测试试验。试验装置及测点布置如图1)9i：示。两台型号相同的电机用螺栓固定在一起，一台为驱动电机，另一台为负载电机，螺栓固连起联轴器的作用，这样既能实现负载扭矩的添加，同时保证了对中性，不会因为轴的刚度不足造成额外的振动噪图2不

8、同转速下的噪声声压级频谱对比声，并且节省了成本。在距径向和端盖0．3m处的三个场点布置麦克风，