電機振動噪聲建模分析：基于Motor-CAD的永磁同步電機E-NVH仿真分析（單一工況點噪聲）
目前，新能源汽車電機的噪聲問題變得越來越突出，電機的電磁振動噪聲是設計人員研究的熱點問題，而電磁振動噪聲的激勵源電磁力波至關重要。本文基于Motor-CAD對永磁同步電機進行電磁振動噪聲（E-NVH）仿真分析，為永磁同步電機的E-NVH分析提供理論依據，并為永磁同步電機的E-NVH提供優化途徑。
Motor-CAD是全球領先的新能源汽車電機選型分析及設計軟件，用于新能源汽車電機的選型匹配，優化設計，競品分析，拆解分析等。開發至今，已被全球主要的整車生產企業、電機生產商、科研機構及高校等廣泛使用。
Motor-CAD集成化軟件包，可在選型、設計階段高效地對電機進行電磁和熱性能測試；軟件包括：電磁（EMag）、熱（Therm）、機械模塊（Mechanical）和虛擬實驗室（Lab）四個模塊，可在幾分鐘內精確評估電磁、熱和電磁振動噪聲特性。
本例以一臺48S8P永磁同步電機為例，對電機的電磁噪聲進行仿真分析。通過Motor-CAD中的Mechanical模塊對電機E-NVH進行仿真分析，為后續的降噪方案提供思路。下圖所示電機的Motor-CAD模型圖，內置式永磁同步電機，具體的結構參數設置在此不再贅述。
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在建立好電機模型后，需要將氣隙網格進行加密
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切換到機械模塊進行設置：
#3
激勵設置：
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結果計算分析
4.1模態計算結果，如下圖所示為計算得到模態等效集中質量、等效集中剛度及模態固有頻率。
4.2 電磁力結果分析：在分析電磁振動噪聲時，主要是分析靠近定子側的電磁力。下圖所示為電機氣隙一點徑向力隨時間變化波形及fft，從中我們可以得到各次諧波幅值大小。
下圖所示為電機氣隙時空波形及其二位傅里葉分解，從中我們可以得到各次諧波幅值大小。
下圖所示為電機氣隙徑向力時空波形及其二位傅里葉分解。從中可以看到各次諧波值。
4.3 電磁振動結果分析：
下圖所示為定子靜態位移，從中可知，0階0倍頻靜態位移和8階2倍頻靜態位移較大，由4.2節可知這是因為電磁力大的。
下圖所示是定子模態放大系數，在各階模態固有頻率處放大系數較大。
下圖所示為動態位移，由圖可知0階0倍頻靜態位移和8階2倍頻靜態位移較大，由4.2節可知這是因為電磁力大的。
下圖所示為振動速度和振動加速度，由圖可知0階和8階振動速度、加速度較大。
4.4電磁噪聲
下圖所示為電機定子輻射聲功率，從中可知0階12倍頻，8階10倍頻14倍頻輻射聲功率較大。
結論
本文以一臺48S8P電機為分析樣機，利用Motor-CAD進行電機單點轉速電磁噪聲分析。從中可以分析出電機噪聲來源，為電機的電磁振動噪聲提供改進依據。
文章來源：天源科技
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