[發明專利]一種降低永磁直流電機電磁噪聲方法

無效

• 申請號: 201110178239.4
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102255401A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 鐘大剛
• 申請（專利權）人: 貴陽萬江航空機電有限公司
• 主分類號: H02K1/06
• 分類號: H02K1/06
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 于俊漢

技術領域

本發明涉及永磁直流電機，特別是一種降低永磁直流電機電磁噪聲方法。

背景技術

車用后雨刮電機是直流永磁電機，一般都安裝在乘客艙后部，電機的工作噪聲直接影響車上乘員的舒適性。電機的噪聲主要由機械噪聲和電磁噪聲構成，這兩種噪聲的特點如下：

機械噪聲的頻率較高，聲源易于判斷，對噪聲的控制難度不大。

電磁噪聲頻率較低，很容易引起車身部分的共振，使本來聲強級別較低噪聲變得讓乘員不舒服。雨刮器一旦工作起來，那種“嗡嗡”的聲音甚至讓人感覺煩躁。這種“嗡嗡”聲就是電磁噪聲，或者說是經車身共振后被放大了的電磁噪聲。這種噪聲頻率較低聲，經測試一般在200-400Hz之間。由于頻率較低，一是與車身系統的固有頻率很接近，很容易引起共振，二是因為頻率較低的聲音在傳播過程中衰減較慢且傳播途徑不容易被阻隔。

電磁噪聲的產生的原因很多，主要以下兩大原因：

氣隙動態偏心。動態偏心是由轉子橢圓、轉軸彎曲、鐵心與軸承不同心、磁鋼裝配位置傾斜等原因造成的，造成一邊氣隙大，另一邊氣隙小，磁阻沿圓周產生周期變化，使基波磁勢增加了一個諧波分量，諧波次數，隨著轉子轉動，偏心位置在不斷改變，引起了旋轉頻率的單邊磁場拉力而產生噪聲。

磁鋼的表面磁通密度分布不理想。雨刮電機一般采用瓦形磁鋼，其表面磁通分布曲線一般都呈馬鞍型。這種兩邊高中間低磁密分布會使電樞繞組導線在切割磁力線時受到沖擊，導致震動。而理想的表面磁密分布是正弦分布，電樞在轉動中切割磁力線時，因磁力線由疏到密再由密到疏的分布是很平滑地過度的，電樞的轉動會因此變得較為平穩。

電機制造商們通常是采用提高電機主要部件的位置精度、采用斜槽電樞等辦法來抑制電磁噪聲，但無疑會大大增加電機制造成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種降低永磁直流電機電磁噪聲方法，利用該方法改變瓦形磁鋼形狀，達到降低永磁直流電機電磁噪音的目的。

本發明是由以下技術方案構成的：一種降低永磁直流電機電磁噪聲方法，其方法是改變瓦形磁鋼形狀，使瓦形磁鋼表面磁通密度分布接近正弦分布，或者在磁鋼長度方向呈階梯分布，降低電樞轉動時發生的電磁振動，從而降低電磁噪聲。

改變瓦形磁鋼的形狀有多種方法：方法一是瓦形磁鋼兩側面A和側面B沿瓦形磁鋼圓孤的圓周方向傾斜一個角度α，側面A和側面B的傾斜方向相反，傾斜的角度α一致；方法二是瓦形磁鋼兩側面C和側面D向拱高方向傾斜一個角度β，側面C和側面D的傾斜方向相反，傾斜的角度β一致；方法三是瓦形磁鋼內圓孤和外圓孤的圓心不在同一點，兩圓心之距離e大于零，這樣的瓦形磁鋼中部較厚，邊緣較薄。

方法一、方法二這兩種形狀瓦形磁鋼側面的傾斜使瓦形磁鋼在整體上具有了更均勻的表面磁通密度分布，而這種分布是在瓦形磁鋼長度范圍內通過每個截面相同的分布狀態錯位排布；方法三這種形狀的瓦形磁鋼中部厚度大于兩側，這樣的外形特征使磁鋼的表面磁密分布更接近正弦分布

與現有技術相比，本發明具有以下特點：

改變瓦形磁鋼形狀，使磁鋼表面磁通密度分布接近正弦分布，或者在磁鋼長度方向呈階梯分布，從而使電樞繞組導體每次在切割磁力線時變得均勻。這樣可降低因零部件裝配后的位置誤差對電磁噪聲的敏感程度，也就是說，只要采用這種特殊形狀的瓦形磁鋼，其余零部件不作任何改進，對電磁噪聲的抑制效果都很有效。

改變瓦形磁鋼的形狀有多種方法。圖1～圖4表示的是磁鋼兩側邊向中部沿圓周方向傾斜一個角度，兩側邊傾斜的方向相反。圖5～圖8表示的是磁鋼兩側邊向拱高方向傾斜一個角度，兩側邊各傾斜的方向相反。圖9～圖12表示的是磁鋼內、外弧不同心。

無論采用上述哪一種改型的磁鋼，電機電磁噪聲的降噪效果都明顯，當使用這種磁鋼的電機和普通磁鋼電機安裝在車身上測試對比結果尤其明顯。

采用上述改型磁鋼后，電機空載下的轉速會升高3-5％。

無論采用上述哪種改型磁鋼，電機的氣隙都可進一步減小。

附圖說明

圖1為磁鋼兩側面向中部方向對稱傾斜改變形狀的軸側圖。

圖2為圖3的B-B向剖視圖。

圖3為圖1的俯視圖。

圖4為圖3的A-A剖視圖。

圖5為磁鋼兩側面向拱高方向傾斜改變形狀的軸側圖。

圖6為圖7的C-C剖視圖。

圖7為圖5的俯視圖。

圖8為圖7的D-D剖視圖。

圖9為磁鋼內外弧不同心改變形狀的軸側圖。

圖10為圖11的E-E剖視圖。