電磁驅(qū)動的案例
DARPA投資探索電磁驅(qū)動引擎：想取代化學(xué)燃料
在之前發(fā)表的論文中，McCulloch借助自己的量化慣性理論來解答星系旋轉(zhuǎn)（完全撇開了暗物質(zhì)）以及電磁驅(qū)動引擎所以產(chǎn)生的推力。電磁驅(qū)動引擎就是美國宇航局嘗試研發(fā)的一種對化學(xué)燃料需求較少的火箭引擎。據(jù)電磁驅(qū)動引擎的發(fā)明者稱，這種引擎會從一個不規(guī)則形狀容器的一端向另外一端發(fā)射微波，借助產(chǎn)生的不同輻射壓獲得推力。然而今年年初也有一項研究質(zhì)疑這種設(shè)計是否會有效果。
McCulloch稱：“我認(rèn)為電磁驅(qū)動引擎就是慣性量化的一種表現(xiàn)。不同的實驗設(shè)置或許能夠產(chǎn)生更加強大的推力。”DARPA的撥款在用于進行實驗之前，它將用于更多的理論研究。McCulloch稱：“這些錢首先能夠讓我雇傭一位博士后。”借助博士后研究人員的幫助，McCulloch計劃繼續(xù)完善自己的量化慣性理論。他計劃嘗試打造一種數(shù)字模型，讓這一理論完全具備可預(yù)測性。
在經(jīng)過18個月的理論完善之后，這些資金將幫助資助德國和西班牙的兩個實驗團隊，這兩個團隊將建立實驗探索這種推力理論。如果實驗最終像McCulloch預(yù)測的那樣獲得成功，研究人員將尋找增強這種推力的方法。
McCulloch希望在不同的研究階段繼續(xù)使用自己的理論來解釋和理解可觀測的天文學(xué)數(shù)據(jù)。McCulloch稱：“我認(rèn)為這種理論的強大在于能夠解釋不同規(guī)模的許多事情，無論是宇宙水平還是實驗室水平都可以。”
McCulloch的理論聲稱對于宇宙現(xiàn)象的解釋比標(biāo)準(zhǔn)模型更加準(zhǔn)確，而標(biāo)準(zhǔn)模型的基礎(chǔ)就是暗物質(zhì)的存在。他的理論也遭遇到一些物理學(xué)家的反對。McCulloch稱：“許多認(rèn)定暗物質(zhì)的人們都反對我的理論。他們一點也不喜歡這個理論，因為許多科學(xué)家和大學(xué)都獲得了大量的資金并且建造昂貴的設(shè)備來尋找暗物質(zhì)。”
但是即使主流物理學(xué)家并不認(rèn)同McCulloch的理論，但是DARPA卻對其產(chǎn)生了足夠的興趣。
展開 新能源驅(qū)動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合
宏新環(huán)宇信息化咨詢中心
宏新環(huán)宇【2018】第（27）號
“新能源驅(qū)動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合”
高級設(shè)計仿真培訓(xùn)
一、課程背景：
永磁驅(qū)動電機是新能源汽車行駛中的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)是新能源汽車的核心部件之一，其驅(qū)動特性決定了汽車行駛的主要性能指標(biāo)，它是電動汽車的重要部件。電動汽車對驅(qū)動電動機主要有起動轉(zhuǎn)矩要大、恒功率區(qū)寬、調(diào)速范圍大、效率要高、能量回收率要高、尺寸要小、可靠性高等要求；同時需要電機要小型化、更安全可靠、更高效，成本要降低。因為永磁同步電動機功率密度大、調(diào)速性能好、體積更小，效率更高等特點，從而現(xiàn)下新能源汽車使用永磁同步電動機作為驅(qū)動電機最多。
我們知道電機內(nèi)存在多種不同類型的多場耦合系統(tǒng)，涉及電磁、機械、電子、流體、熱場等多個學(xué)科相互影響。需要運行多場耦合系統(tǒng)，進行精確仿真，弄清各場的分布規(guī)律及其控制技術(shù)，在此基礎(chǔ)上對各種參數(shù)進行綜合分析比較和優(yōu)化，這是新的電機研究方向。對現(xiàn)下電機設(shè)計工程師們提出更高的要求，原先的理論公式計算加經(jīng)驗修正已經(jīng)滿足不了當(dāng)下的競爭需求，電機工程師們不僅僅需要理論分析能力，還得掌握仿真技能進行電機的電磁場、熱場、振動噪聲等性能分析，這可以說是新一代電機工程師必備技能。
利用Maxwell原理的有限元仿真軟件是工業(yè)界領(lǐng)先的電磁仿真軟件，能滿足電機工程師的仿真設(shè)計需求，提升高品質(zhì)電機設(shè)計能力；電磁仿真軟件已集成到先進的仿真平臺WB中，WB獨特的項目圖形化界面把整個仿真過程緊密結(jié)合在一起，完成復(fù)雜的多物理場耦合分析，通過電磁場與電場、電磁場與熱場和電磁場與結(jié)構(gòu)等物理場相互耦合分析驅(qū)動電機，得到其電磁場、熱場、振動等結(jié)果。為此宏新環(huán)宇信息化咨詢中心（http://hxhycae.com）特舉辦“新能源驅(qū)動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合”高級設(shè)計仿真培訓(xùn)。
展開 “新能源驅(qū)動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合” 高級設(shè)計仿真培訓(xùn)
“新能源驅(qū)動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合”
高級設(shè)計仿真培訓(xùn)
一、課程背景：
永磁驅(qū)動電機是新能源汽車行駛中的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，驅(qū)動電機及其控制系統(tǒng)是新能源汽車的核心部件之一，其驅(qū)動特性決定了汽車行駛的主要性能指標(biāo)，它是電動汽車的重要部件。電動汽車對驅(qū)動電動機主要有起動轉(zhuǎn)矩要大、恒功率區(qū)寬、調(diào)速范圍大、效率要高、能量回收率要高、尺寸要小、可靠性高等要求；同時需要電機要小型化、更安全可靠、更高效，成本要降低。因為永磁同步電動機功率密度大、調(diào)速性能好、體積更小，效率更高等特點，從而現(xiàn)下新能源汽車使用永磁同步電動機作為驅(qū)動電機最多。
我們知道電機內(nèi)存在多種不同類型的多場耦合系統(tǒng)，涉及電磁、機械、電子、流體、熱場等多個學(xué)科相互影響。需要運行多場耦合系統(tǒng)，進行精確仿真，弄清各場的分布規(guī)律及其控制技術(shù)，在此基礎(chǔ)上對各種參數(shù)進行綜合分析比較和優(yōu)化，這是新的電機研究方向。對現(xiàn)下電機設(shè)計工程師們提出更高的要求，原先的理論公式計算加經(jīng)驗修正已經(jīng)滿足不了當(dāng)下的競爭需求，電機工程師們不僅僅需要理論分析能力，還得掌握仿真技能進行電機的電磁場、熱場、振動噪聲等性能分析，這可以說是新一代電機工程師必備技能。
利用Maxwell原理的有限元仿真軟件是工業(yè)界領(lǐng)先的電磁仿真軟件，能滿足電機工程師的仿真設(shè)計需求，提升高品質(zhì)電機設(shè)計能力；電磁仿真軟件已集成到先進的仿真平臺WB中，WB獨特的項目圖形化界面把整個仿真過程緊密結(jié)合在一起，完成復(fù)雜的多物理場耦合分析，通過電磁場與電場、電磁場與熱場和電磁場與結(jié)構(gòu)等物理場相互耦合分析驅(qū)動電機，得到其電磁場、熱場、振動等結(jié)果。為此宏新環(huán)宇信息化咨詢中心（http://hxhycae.com）特舉辦“新能源驅(qū)動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合”高級設(shè)計仿真培訓(xùn)。
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“新能源驅(qū)動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合” 高級設(shè)計仿真培訓(xùn)
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Maxwell電動汽車的驅(qū)動電機電磁方案分析
新能源驅(qū)動電動機是新能源汽車行駛中的主要執(zhí)行結(jié)構(gòu)，驅(qū)動電動機及其控制系統(tǒng)是新能源汽車的核心部件之一，其驅(qū)動特性決定了汽車行駛的主要性能指標(biāo)，它是電動汽車的重要部件。電動汽車對驅(qū)動電動機主要有起動轉(zhuǎn)矩要大、恒功率區(qū)寬、調(diào)速范圍大、效率要高、能量回收率要高、尺寸要小、可靠性高等要求；同時需要電機要小型化、更安全可靠、更高效，成本要降低。由于永磁同步電動機功率密度大、調(diào)速性能好、體積更小，效率更高等特點，但是退磁風(fēng)險和成本因子是永磁同步電機的短板，綜合分析其優(yōu)點多于缺點,從而現(xiàn)下新能源汽車使用永磁同步電動機作為驅(qū)動電機最多。
我們通過ANSYS EletronicsDesktop電磁平臺下Maxwell 2D模塊進行某電動汽車用的驅(qū)動電機電磁方案分析，通過此文我們可以知道借用Maxwell 2D能分析電機哪些性能和得到電機哪些參數(shù)結(jié)果
1 驅(qū)動電機性能要求
一般驅(qū)動電機性能要求有以下參數(shù)來考核，實際情況可能不止這些參數(shù)要求。
展開 利用HyperWorks為高層建筑開發(fā)富有革命性的電梯系統(tǒng)
蒂森克虜伯電梯的設(shè)計和工程團隊開發(fā)出一款新型電梯，其中利用固定在 各個電梯轎廂框架上的電磁驅(qū)動來提升電梯。該系統(tǒng)無需在建筑頂部安裝纜繩 就能輕松在 800 米的全長范圍內(nèi)移動。此外，該系統(tǒng)還支持電梯在水平和垂 直兩個方向移動。但這一新概念也帶來了特有的挑戰(zhàn)，其中最主要是一個是該 系統(tǒng)的承重能力要弱于傳統(tǒng)電梯。
挑戰(zhàn)
蒂森克虜伯電梯努力研究各種方法，以確保新設(shè)計盡可能輕便，從而最大 程度地提升轎廂載重能力。選擇 Altair ProductDesign 有助于最大程度地探索 降低設(shè)計重量的方法和材料，主要是因為該公司在汽車和航空航天領(lǐng)域中的產(chǎn) 品減重方面具有豐富經(jīng)驗。
蒂森克虜伯電梯已研發(fā)出兩種與電磁驅(qū)動提升轎廂有關(guān)的概念設(shè)計。第一 種為“BackPack”概念，即將電磁驅(qū)動安裝在轎廂底部，通過底部支撐結(jié)構(gòu)進 行提升。第二種為“SideGuide”概念，即通過在轎廂周圍的框架左右兩側(cè)安 裝驅(qū)動來進行提升。與傳統(tǒng)轎廂設(shè)計相比，蒂森克虜伯電梯的 BackPack 和 SideGuide 設(shè)計的重量目標(biāo)要明顯低得多。
“BackPack 結(jié)構(gòu)的概念優(yōu)化流程與夾心板墻的尺寸優(yōu)化相結(jié)合所生產(chǎn)的轎廂比目標(biāo)重量輕 42%。如果 廂壁由碳纖維制成，則重量有可能進一步減輕，可比目標(biāo)重量低 56%。”
解決方案
為達成這些目標(biāo)，Altair ProductDesign 制定了一套分三階段的方法。
展開 新能源汽車驅(qū)動電機電磁噪聲仿真與應(yīng)用
圖3 傳統(tǒng)燃油車和電動車噪聲頻譜圖對比
電機噪聲主要包括以下幾類：
圖4 電機主要噪聲源
電機電磁噪聲；該部分噪聲主要由電機的電機激勵引起的結(jié)構(gòu)輻射噪聲。電機在正常工作情況下，由于轉(zhuǎn)子切割磁感線，使得電機定子及轉(zhuǎn)子端存在電磁力，從而激勵其定子振動，進而該振動通過定子傳遞到兩端蓋，進而向外輻射噪聲；
電機風(fēng)扇噪聲；由于電機工作情況下，需要對其產(chǎn)生的熱量進行散熱，因此電機往往附帶有風(fēng)扇對其進行冷卻，風(fēng)扇在旋轉(zhuǎn)的過程中，葉片產(chǎn)生的氣動噪聲也直接向外輻射，影響整個電機的噪聲水平；
電機結(jié)構(gòu)噪聲；電機轉(zhuǎn)子在正常工作情況下，由于結(jié)構(gòu)動不平衡及偏心安裝、以及電機轉(zhuǎn)子端的電磁力會通過軸承傳遞給結(jié)構(gòu)殼體，引起結(jié)構(gòu)殼體振動，進而向外輻射噪聲。
在上述幾類噪聲中，電機的電磁噪聲占主要成分，因此，在新能源車驅(qū)動電機的設(shè)計過程中，不僅要求滿足其能夠輸出足夠的動力，，也要求盡可能小的產(chǎn)生噪聲，這就需要通過一定的的手段來進行相應(yīng)的分析，在保證其性能的情況下，盡可能的降低/優(yōu)化電機的輻射噪聲。
西門子的Simcenter工具組合提供了一系列的方案，從電磁力的計算，電機結(jié)構(gòu)動力學(xué)建模及模型修正，電機輻射噪聲的計算，以及最終計算結(jié)果的可視化與問題查找。下面這個視頻是利用Simcenter3D進行電機輻射噪聲計算的流程。
圖5 Simcenter3D電機輻射噪聲計算流程
1 Simcenter Magnet電磁力計算
電機的電磁激勵載荷與電機結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)如定子槽數(shù)，槽口寬度，氣隙寬度等相關(guān)，與材料參數(shù)中定子的相對磁導(dǎo)率等，運動參數(shù)中的轉(zhuǎn)速，電路參數(shù)中定子繞組的通過電流大小，繞組參數(shù)里的繞組分布有關(guān)。
展開 新能源汽車驅(qū)動電機電磁噪聲仿真與應(yīng)用
圖3 傳統(tǒng)燃油車和電動車噪聲頻譜圖對比
電機噪聲主要包括以下幾類：
圖4 電機主要噪聲源
電機電磁噪聲：該部分噪聲主要由電機的電機激勵引起的結(jié)構(gòu)輻射噪聲。電機在正常工作情況下，由于轉(zhuǎn)子切割磁感線，使得電機定子及轉(zhuǎn)子端存在電磁力，從而激勵其定子振動，進而該振動通過定子傳遞到兩端蓋，進而向外輻射噪聲；
電機風(fēng)扇噪聲：由于電機工作情況下，需要對其產(chǎn)生的熱量進行散熱，因此電機往往附帶有風(fēng)扇對其進行冷卻，風(fēng)扇在旋轉(zhuǎn)的過程中，葉片產(chǎn)生的氣動噪聲也直接向外輻射，影響整個電機的噪聲水平；
電機結(jié)構(gòu)噪聲：電機轉(zhuǎn)子在正常工作情況下，由于結(jié)構(gòu)動不平衡及偏心安裝、以及電機轉(zhuǎn)子端的電磁力會通過軸承傳遞給結(jié)構(gòu)殼體，引起結(jié)構(gòu)殼體振動，進而向外輻射噪聲。
在上述幾類噪聲中，電機的電磁噪聲占主要成分，因此，在新能源車驅(qū)動電機的設(shè)計過程中，不僅要求滿足其能夠輸出足夠的動力，也要求盡可能小的產(chǎn)生噪聲，這就需要通過一定的的手段來進行相應(yīng)的分析，在保證其性能的情況下，盡可能的降低/優(yōu)化電機的輻射噪聲。
西門子的Simcenter工具組合提供了一系列的方案，從電磁力的計算，電機結(jié)構(gòu)動力學(xué)建模及模型修正，電機輻射噪聲的計算，以及最終計算結(jié)果的可視化與問題查找。下面這個視頻是利用Simcenter3D進行電機輻射噪聲計算的流程。
1、Simcenter Magnet電磁力計算
電機的電磁激勵載荷與電機結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)如定子槽數(shù)，槽口寬度，氣隙寬度等相關(guān)，與材料參數(shù)中定子的相對磁導(dǎo)率等，運動參數(shù)中的轉(zhuǎn)速，電路參數(shù)中定子繞組的通過電流大小，繞組參數(shù)里的繞組分布有關(guān)。該部分載荷隨時間/空間分布不同，可以通過西門子的電磁分析工具Simcenter Magnet來獲取，如下圖所示。
展開 新能源汽車驅(qū)動電機NVH仿真中的電磁力處理
電機NVH是一個多物理場耦合的問題，其中涉及到的電磁、機構(gòu)運動、熱流等領(lǐng)域，對應(yīng)仿真也需要采用多個不同領(lǐng)域的求解器聯(lián)合求解。目前，對于由于電磁載荷引起的電機噪聲仿真一般采取先進行電磁仿真提取電磁力，然后將提取的電磁力加載到結(jié)構(gòu)有限元模型上進行結(jié)構(gòu)振動噪聲仿真的流程。
電磁仿真需要采用考慮運動的時域求解器，因此往往采用2D模型提高仿真分析效率。結(jié)構(gòu)有限元模型往往為三維網(wǎng)格，求解采用頻域算法。電磁仿真的模型和結(jié)構(gòu)仿真模型是兩套不同的模型網(wǎng)格。如何快速高效的建立電磁仿真和結(jié)構(gòu)振動噪聲仿真模型之間的數(shù)據(jù)傳遞是目前大多數(shù)電機NVH仿真工程師所關(guān)心的。西門子Simcenter 3D技術(shù)團隊針對這個問題，開發(fā)了針對性的程序，可以快速方便的解決從電磁仿真到振動噪聲仿真之間電磁力處理的問題。程序功能主要應(yīng)用可以概況為以下幾點：
1. 任意定子結(jié)構(gòu)加載位置選擇
為了實現(xiàn)低噪音設(shè)計，在電機結(jié)構(gòu)設(shè)計中定子齒的齒頂往往不再是圓弧形。出現(xiàn)了平齒、內(nèi)凹、外凸等多種形狀。針對這些新的結(jié)構(gòu)型式，如何能夠快速高效的提取齒頂?shù)妮d荷？
在我們的程序中，只需要設(shè)置關(guān)注的區(qū)域范圍，軟件會基于實際的2D電磁網(wǎng)格及電磁力自動提取齒頂?shù)?em>電磁力，并將2D的電磁仿真計算出的電磁力拉伸為用于有限元網(wǎng)格加載的電磁力。通過該程序，我們可以實現(xiàn)：
精確考慮外凸和內(nèi)凹齒面效果
精確切向力引起定子齒變形
減小電磁力文件大小
2. 基于多個穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的電磁階次力提取
在計算電機加速噪聲時的電機轉(zhuǎn)速是變化的，在電磁仿真時的工況為恒定轉(zhuǎn)速工況。電機實際的振動噪聲問題往往體現(xiàn)為階次的特征，所以采用階次計算的方式計算振動噪聲可以更好的對電機振動噪聲進行分析。
展開 汽車試驗：電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)電磁兼容性試驗方法
電動汽車上的電力電子變換裝置無論數(shù)量還是功率都遠遠超過傳統(tǒng)汽車，電磁兼容問題的嚴(yán)重性和復(fù)雜性也遠高于傳統(tǒng)汽車。電機驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的三大關(guān)鍵系統(tǒng)之一，也是最重要的功率變換裝置，其電磁兼容性能（electromagneTIccompaTIbility，簡稱為EMC）不僅關(guān)系到自身的工作可靠性，而且會影響整車的安全運行能力和工作可靠性。從目前已有的電動汽車整車產(chǎn)品的檢測過程來看，大部分車型都是經(jīng)過多次整改才能夠達到國標(biāo)的相關(guān)規(guī)定。鑒于電磁兼容問題的重要性，基于電磁騷擾耦合和傳播的一般機制。
本文給出了電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)電磁兼容性試驗方法。適用于純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車用驅(qū)動電機系統(tǒng)。
注：電動汽車電源系統(tǒng)通常分為2種類型：第一種普通LV(低壓)系統(tǒng)，其典型結(jié)構(gòu)特點為非屏蔽，第二種HV系統(tǒng)，其典型結(jié)構(gòu)特點為屏蔽。
試驗方法如下：
一、電磁輻射發(fā)射試驗
1、寬帶電磁輻射發(fā)射試驗
試驗方法：本方法用于測試EUT產(chǎn)生的寬帶電磁輻射發(fā)射， 若無其他規(guī)定， 在30MHz-1000MHz頻率范圍內(nèi)，則按GB/T18655-2010中規(guī)定的方法進行試驗。
試驗狀態(tài)：EUT應(yīng)處于正常工作狀態(tài)， 且轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速的50%， 扭矩為額定扭矩的50%， 機械輸出負(fù)載達到持續(xù)功率的25%。
當(dāng)轉(zhuǎn)速或扭矩達不到EUT試驗狀態(tài)時， 可調(diào)整扭矩或轉(zhuǎn)速以達到持續(xù)功率的25%， 并在試驗報告中注明。
如EUT包含多個單元， 單元之間的連接線宜使用原車上使用的連接線束；如果無法實現(xiàn)， 電子控制單元和人工電源網(wǎng)絡(luò)(AN)間的連接線長度應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定.線束應(yīng)按實際情況端接，并帶實際負(fù)載和激勵。
試驗布置：試驗布置圖見圖3.
屏蔽配置應(yīng)按照車輛的實際情況布置，通常所有屏蔽的HV部件應(yīng)低阻抗正常接地(例如AN、電纜、連接器等狀態(tài)) EUT和負(fù)載均應(yīng)接地。
展開 
如何對高壓比例閥進行快速響應(yīng)改造？
諾冠 IMI Norgren：https://www.norgren.com.cn/
高壓比例閥：https://www.norgren.com.cn/3698.html
一、明確改造目標(biāo)與系統(tǒng)瓶頸
在進行快速響應(yīng)改造前，首先需明確系統(tǒng)當(dāng)前的響應(yīng)延遲來源，常見瓶頸包括：閥芯慣性過大、電磁驅(qū)動響應(yīng)慢、控制信號處理滯后以及流體動力學(xué)特性不匹配等，通過高頻動態(tài)測試與仿真分析，可精準(zhǔn)定位問題環(huán)節(jié)，為后續(xù)改造提供數(shù)據(jù)支撐。
二、核心改造策略
1. 優(yōu)化電磁驅(qū)動系統(tǒng)
傳統(tǒng)比例閥的電磁線圈往往存在電感大、響應(yīng)慢的問題，諾冠新一代高速比例閥采用低電感線圈設(shè)計，并結(jié)合高性能永磁材料，顯著縮短電流建立時間，對于舊型號閥門，可通過更換定制高速驅(qū)動模塊實現(xiàn)升級，響應(yīng)時間可縮短30%以上。
2. 升級控制算法與電子單元
引入先進的數(shù)字控制器（如基于FPGA或高速DSP的控制單元），實施前饋補償、非線性校正及自適應(yīng)PID算法，能有效克服閥體非線性特性，提升動態(tài)跟隨性能，諾冠提供的智能電子驅(qū)動器支持實時參數(shù)整定，無需復(fù)雜編程即可實現(xiàn)最優(yōu)控制。
3. 輕量化閥芯與流道優(yōu)化
通過有限元分析與拓?fù)鋬?yōu)化，采用高強度輕質(zhì)合金制造閥芯，降低運動部件質(zhì)量，從而減少慣性延遲，同時優(yōu)化內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)，減小湍流與壓力損失，提高流量響應(yīng)速度。
4. 增強反饋機制
加裝高精度位置傳感器（如LVDT或磁致伸縮傳感器），構(gòu)建全閉環(huán)控制系統(tǒng)，實時監(jiān)測閥芯位移并動態(tài)調(diào)整驅(qū)動信號，大幅提升重復(fù)定位精度與抗干擾能力。
展開 淺談新能源汽車NVH—永磁同步驅(qū)動電機徑向電磁力致噪聲的來龍去脈
眼下汽車新四化已成為行業(yè)共識，汽車電動化的浪潮也越來越澎湃，電驅(qū)動作為新能源汽車能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵一環(huán)，對新能源汽車的舒適性有著很大的影響。如圖1所示，沒有了發(fā)動機的掩蔽效應(yīng)，電驅(qū)動和電控系統(tǒng)噪聲成為主要噪聲源，且其中高頻的特性使得聲品質(zhì)的關(guān)注度大幅上升。且隨著驅(qū)動電機朝著寬調(diào)速區(qū)間、更高轉(zhuǎn)速、輕量化等方向的發(fā)展，給電機的NVH性能開發(fā)帶來了更多的挑戰(zhàn)。電機的NVH涉及的知識較為交叉，一些概念容易被混淆從而加大理解的難度，本文將針對永磁同步電機徑向電磁力致噪聲，力求用直白的描述簡略地介紹清楚其中的機理。
圖1.傳統(tǒng)燃油車和新能源車的NVH問題分布
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本文討論范圍的界定
驅(qū)動電機噪聲可以大致分為機械噪聲、電磁噪聲、氣動噪聲（液冷則無），其中電磁噪聲機理相對復(fù)雜，聲品質(zhì)較差，常表現(xiàn)為高頻的嘯叫，容易引起人們的不適，電磁噪聲是本文討論的范疇。
電機電磁噪聲是由電磁力引起，其中電磁力可以分為麥克斯韋力和磁致伸縮力，一般情況磁致伸縮力的噪聲貢獻較小，本文只討論麥克斯韋電磁力；按照電機的結(jié)構(gòu)，一般將電磁力分為切向力和徑向力，切向電磁力一般會導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩波動，進一步帶來振動噪聲，而徑向電磁力會導(dǎo)致定子振動從而向結(jié)構(gòu)傳遞振動和向空氣輻射噪聲，如圖2所示。限于篇幅，徑向電磁力導(dǎo)致的永磁同步電機定子振動噪聲是本文討論的對象。
展開 淺談新能源汽車NVH—永磁同步驅(qū)動電機徑向電磁力致噪聲的來龍去脈
來源：模態(tài)空間 作者：朱碧華
眼下汽車新四化已成為行業(yè)共識，汽車電動化的浪潮也越來越澎湃，電驅(qū)動作為新能源汽車能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵一環(huán)，對新能源汽車的舒適性有著很大的影響。如圖1所示，沒有了發(fā)動機的掩蔽效應(yīng)，電驅(qū)動和電控系統(tǒng)噪聲成為主要噪聲源，且其中高頻的特性使得聲品質(zhì)的關(guān)注度大幅上升。且隨著驅(qū)動電機朝著寬調(diào)速區(qū)間、更高轉(zhuǎn)速、輕量化等方向的發(fā)展，給電機的NVH性能開發(fā)帶來了更多的挑戰(zhàn)。電機的NVH涉及的知識較為交叉，一些概念容易被混淆從而加大理解的難度，本文將針對永磁同步電機徑向電磁力致噪聲，力求用直白的描述簡略地介紹清楚其中的機理。
圖1.傳統(tǒng)燃油車和新能源車的NVH問題分布
1 本文討論范圍的界定
驅(qū)動電機噪聲可以大致分為機械噪聲、電磁噪聲、氣動噪聲（液冷則無），其中電磁噪聲機理相對復(fù)雜，聲品質(zhì)較差，常表現(xiàn)為高頻的嘯叫，容易引起人們的不適，電磁噪聲是本文討論的范疇。
電機電磁噪聲是由電磁力引起，其中電磁力可以分為麥克斯韋力和磁致伸縮力，一般情況磁致伸縮力的噪聲貢獻較小，本文只討論麥克斯韋電磁力；按照電機的結(jié)構(gòu)，一般將電磁力分為切向力和徑向力，切向電磁力一般會導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩波動，進一步帶來振動噪聲，而徑向電磁力會導(dǎo)致定子振動從而向結(jié)構(gòu)傳遞振動和向空氣輻射噪聲，如圖2所示。限于篇幅，徑向電磁力導(dǎo)致的永磁同步電機定子振動噪聲是本文討論的對象。
展開 基于comsol的流固耦合微泵輸運細(xì)胞仿真分析
</p><p>1)壓電驅(qū)動微泵</p><p>壓電驅(qū)動微泵是基于壓電晶體的壓電特性驅(qū)動薄膜振動從而實現(xiàn)泵送流體的。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202106/imgs/937ddd3003844fec8a571dd66e87989e.jpeg"></p><p>2) 靜電驅(qū)動微泵</p><p>靜電驅(qū)動是基于庫倫力的原理，在其中一個固定電極上加單一極性電壓，在另一個與泵膜相連的可動電極上加交變電壓，交替產(chǎn)生雙向形變，從而實現(xiàn)泵送功能。</p><p><br></p><p><br></p><p>3) 熱氣驅(qū)動微泵</p><p>熱氣驅(qū)動基本原理是利用加熱產(chǎn)生的氣體膨脹力為驅(qū)動力。熱氣驅(qū)動微泵的驅(qū)動器一般由加熱器、泵膜和密閉壓力室組成。通過加熱冷卻壓力室的氣體產(chǎn)生膨脹和收縮動作，推動泵膜運動。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202106/imgs/978a70505880407a8e98dac1aa2f7b89.jpeg"></p><p>4) 電磁驅(qū)動微泵</p><p>電磁驅(qū)動微泵的原理是將永磁鐵貼在泵膜上，利用線圈產(chǎn)生的交變磁場，使得永磁體帶動泵膜往復(fù)運動，達到泵送流體的目的。電磁驅(qū)動的優(yōu)點是輸入電壓低、泵膜變形大、頻率調(diào)節(jié)方便、響應(yīng)快，并且可以遠程控制。缺點是能耗高、電磁材料微加工困難、由于線圈存在難以微型化。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202106/imgs/e83820c09cf44744934d14de339e39e7.jpeg"></p><p>5) 形狀記憶合金驅(qū)動微泵</p><p><br></p><p>形狀記憶合金驅(qū)動(SMA)是利用合金隨溫度變化發(fā)生相變的特性，來提供驅(qū)動力。
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