[發明專利]電動汽車永磁同步電機寬范圍調速振動噪聲源分析方法

有效

• 申請號: 201810458703.7
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108539935B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 李曉華;劉成建;田曉彤;汪月飛;趙文彬;李峰;高源;盧武
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H02K15/00
• 分類號: H02K15/00
• 代理公司: 31001 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根;徐穎

本發明涉及一種電動汽車永磁同步電機寬范圍調速振動噪聲源分析方法，對車用永磁同步電機振動噪聲進行精確分析。本文首先建立多物理場永磁同步電機PMSM振動噪聲分析模型，理論分析了PMSM電磁力波特征參數和各階力波的諧波來源，特征參數包括力波階數r，力波頻率f_r和力波幅值P_eak?r/f_r，建立了PMSM多物理場耦合振動分析有限元模型，計算其寬范圍調速下振動噪聲頻譜特性，最后理論分析樣機的主要振動噪聲源；最后實驗與理論和仿真進行驗證。實現對永磁同步電機振動噪聲進行有效的分析。本文分析方法可以推廣到一般整數槽多極對數電動汽車PMSM，為電動汽車低振動噪聲PMSM的設計提供理論基礎。

技術領域

本發明涉及一種永磁同步電機振動噪聲分析技術，特別涉及一種電動汽車永磁同步電機寬范圍調速振動噪聲源分析方法。

背景技術

整數槽PMSM(永磁同步電機Permanent Magnet Synchronous Motor)由于其高功率密度、寬調速范圍、高效率等良好性能廣泛應用于電動汽車。然而寬調速范圍的電磁力波諧波引起的電磁振動噪聲會降低電動汽車乘坐舒適性和運行可靠性。因此找出主要振動噪聲源，并指導電機電磁或者結構的優化設計，對提高電動汽車的舒適可靠性和運行穩定性具有重要意義。

發明內容

本發明是針對永磁同步電機振動噪音的問題，提出了一種電動汽車永磁同步電機寬范圍調速振動噪聲源分析方法，分析永磁同步電機PMSM振動噪聲，為永磁同步電機設計提供理論基礎。

本發明的技術方案為：一種電動汽車永磁同步電機寬范圍調速振動噪聲源分析方法，具體包括如下步驟：

1)理論分析了永磁同步電機電磁力波特征參數和各階力波的諧波來源，特征參數包括力波階數r，力波頻率f_r和力波幅值P_eak-r/f_r；

2)建立永磁同步電機電磁場和結構場強耦合模型，進行電磁場與結構場耦合仿真分析，計算其寬范圍調速下振動噪聲頻譜特性；

3)針對所研究永磁同步電機對象，根據步驟1)進行特征參數和各階力波的諧波來源分析，理論推導所研究永磁同步電機對象的主要振動噪聲源；

4)對所研究永磁同步電機對象進行實驗測試，得到實驗數據，利用實驗數據對比仿真數據和理論推導，進行驗證步驟3)振動噪聲源結論。

所述步驟1)具體步驟如下：

1.1)推導永磁同步電機氣隙磁場，不考慮鐵芯磁阻和飽和的影響，正弦電流供電時氣隙磁密的表達式為：

其中，f_μ(θ，t)＝F_μcos(μpθ-μωt)為μ次轉子永磁體諧波磁動勢，μ＝1，3，5...，p為電機極對數；ω為基波磁勢角頻率；F_μ為轉子永磁體μ次諧波磁動勢幅值，θ為電機機械角度；

f_ν(θ，t)＝F_vcos(νpθ-ωt-φ_v)為定子v次諧波磁動勢，v＝1，5，7，；F_v為轉子永磁體μ次諧波磁動勢幅值，φ_v為v次定子電樞諧波初相位；