[發明專利]交流牽引電機降噪優化設計方法有效
| 申請號： | 202110300705.5 | 申請日： | 2021-03-22 |
| 公開（公告）號： | CN112803630B | 公開（公告）日： | 2021-12-31 |
| 發明（設計）人： | 張小平;劉東浩;傅搏 | 申請（專利權）人： | 湖南科技大學 |
| 主分類號： | H02K1/14 | 分類號： | H02K1/14;H02K15/02 |
| 代理公司： | 湖南喬熹知識產權代理事務所(普通合伙) 43262 | 代理人： | 安曼 |
| 地址： | 411201*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 交流 牽引 機降 優化 設計 方法 | ||
1.交流牽引電機降噪優化設計方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟(A)確定交流牽引電機產生噪聲的主要因素；
步驟(B)建立電機定子內壁單位面積上徑向電磁力的關系表達式；
步驟(C)建立決定氣隙磁場中徑向電磁力的氣隙磁通密度的關系表達式，分析通過降低電機徑向電磁力以抑制電機電磁噪聲的實現方式，判斷其在實際應用中的可能性；
步驟(D)根據步驟(C)分析得出的方案，建立電機的磁路關系表達式，通過增加電機定子鐵心的磁壓降，從而使氣隙磁通密度下降并最終達到抑制電機徑向電磁力的目的；
步驟(E1)從定子齒結構入手，增加磁通在流經定子齒時的積分路徑，從而修改電機磁路以增加電機定子鐵心的磁阻，達到增加定子齒磁壓降的目的：在交流牽引電機定子齒部兩側對稱位置開正方形槽口，可有效降低其電磁噪聲；其中，開槽位置尺寸固定，開槽槽口尺寸為變量；
步驟(F)根據步驟(E1)所得方案，在交流牽引電機功率等級范圍內，
F1.依次選取m組功率等級電機；
F2.針對步驟F1所確定的m組功率等級電機，在每組功率等級電機的定子齒部，依次選取n個槽口尺寸；
F3.根據步驟(F2)在定子齒部的m×n個槽口尺寸開出相應的正方形槽口并對電機進行有限元分析，得到m組功率等級電機相應的電磁噪聲數據；
步驟(G)根據步驟(F)所得電磁噪聲與相應的開槽尺寸數據，采用數值擬合方法得到其函數關系式，求其最小值，從而得每組功率等級電機相應的最佳開槽尺寸：
式中：fs(h2)為電磁噪聲函數，a6、a5、a4、a3、a2、a1、a0分別為電磁噪聲函數的系數，由計算機擬合而成，h2為定子齒部槽口尺寸；
步驟(H)根據步驟(G)所得電機最佳開槽尺寸與其相應的電機功率，采用數值擬合方法得交流牽引電機最佳開槽尺寸與其功率間的函數關系式，根據該函數關系式即可確定任意功率等級電機的最佳開槽尺寸，從而實現最佳的降噪效果。
2.根據權利要求1所述的交流牽引電機降噪優化設計方法，其特征在于，步驟(C)中降低電機徑向電磁力的具體實現方式為：保持氣隙磁導率不變，降低氣隙磁勢。
3.根據權利要求1所述的交流牽引電機降噪優化設計方法，其特征在于，步驟F2中根據定子齒部寬度尺寸確定開槽槽口尺寸的取值范圍，所述取值范圍在定子齒部平均寬度的1/2以內。
4.根據權利要求1所述的交流牽引電機降噪優化設計方法，其特征在于，步驟(H)中交流牽引電機最佳開槽槽口尺寸與其功率間的函數關系式，具體為：
f1(p)＝b6p6+b5p5+b4p4+b3p3+b2p2+b1p+b0 (5)
式中：f1(p)為最佳槽口尺寸函數，b6、b5、b4、b3、b2、b1、b0分別為最佳槽口尺寸函數的系數，由計算機擬合而成，p為電機功率。
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