驅動電機NVH
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-27
驅動電機NVH的視頻教程
Altair 電驅動總成多物理場仿真與優化系列網絡研討會
課程內容： 1.驅動電機NVH性能開發技術挑戰 2.驅動電機NVH仿真技術介紹 3.基于Altair Simulation系列工具的電機NVH仿真解決方案 4.驅動電機NVH分析案例分享 8月24日電驅動總成潤滑及散熱仿真研討（免費）【已結束】 直播時間：2022-08-24 19:30 主講人：楊茂林 Altair CFD 解決方案技術支持工程師，主機廠
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驅動電機NVH的實例教程
業內難點·電機NVH
目前整個新能源行業都在面臨電機的NVH的挑戰，無論是主機廠還是零配件廠都為之困擾。從宏觀上來講這種困擾來源于兩個方面，一方面 主機廠有大量傳統汽車的NVH治理經驗，但發動機換成電機之后，不但驅動源特性發生本質性改變，甚至連傳動架構、NVH傳遞路徑也發生變化，這導致主機廠無從下手。另一方面電機廠處理傳統電機振動噪音問題的經驗也無法完全適用車輛驅動的系統。這是一個雙方都夠不著的領域，都還比較陌生，方法和手段也不太成熟。因此當NVH要求不斷提高時，給我們帶來了前所未有的挑戰。作為電機從業者把這些年電機NVH的經驗、方法總結分享出來。滴水成潭、希望能給您帶來啟發。
NVH為什么是個挑戰
一線的工程師深受NVH困擾，一大原因是電機振動噪音的機理眾多、各種干擾各種疑難雜癥導致我們診斷非常困難。同樣的異響聲，可能是電磁力過大，也可能是發生了模態共振；可能是軸承對端蓋的激勵導致的，也可能是機殼受激振動導致；有的成因很復雜涉及到電機和軸系頻率匹配問題，有的也可能很簡單是一顆螺栓松動導致的。我們的困擾在于如何在現場快速診斷，分辨出病因。
而設計工程師則受到另外一種問題的煎熬。一方面面臨NVH的壓力，需要不斷降低振動源能量（轉矩脈動、電磁力等），另一方面應輕量化小型化的要求，轉矩密度和功率密度的要求不斷提升，使得電機的磁、電負荷都非常高。這兩種設計目標是相互矛盾的，為了解決這個矛盾，需要我們不斷優化定轉子設計、改善設計方法。但總是車水杯薪，發展趕不上需求。
NVH問題的機理
有壓力方能有動力，這兩類困難成了倒逼我們成長的引擎，逼迫我們靜下心來，抽絲剝繭尋找表面之下，更深刻的東西。我們從電機NVH成因的機理出發，開始進入正題。
展開 1 引言
在追求電機更優性能的目標時，提高功率密度一直是電機工程師重要工作之一。電機功率密度越高，意味著電機在同等重量下發揮更大的功率和扭矩輸出。
近年來，隨著新能源車驅動電機的推廣與應用，電機的NVH越來越受到消費者關注，電機NVH水平逐漸成為評價一個電機性能重要指標。研究表明，電機NVH表現與電機輸出功率和扭矩有直接關系。同一款電機，電機輸出功率越小，電機的NVH表現越好。
對于同一款電機，其動力性與NVH表現越來越成為一個矛盾點。尋找最佳平衡點，使得電機綜合性能最優，越來越成為電機設計的重要內容。
2 電機氣隙對電機性能和NVH的影響
為提高電機功率密度，在滿足加工精度、產品強度等設計要求的前提下，電機工程師偏向于設計更小的氣隙，。這主要是因為，隨著電機氣隙增大，帶來兩方面的影響：（1）氣隙增加，空氣磁導率低，磁路磁阻增大，磁力線通過能力減弱；（2）在切向結構的永磁同步電機中，轉軸側永磁體端部存在較大漏磁，氣隙長度增加，漏磁也增加。以上兩方面均會帶來電機性能的下降，即電機功率密度的降低。
然而小氣隙電機帶來了更明顯的電磁噪音，這主要是因為電機工作過程中，通過定、轉子間的電磁力作用，即切向的旋轉扭矩和徑向的電磁力，使得電機運轉起來。定、轉子間的電磁力，主要是徑向電磁力使定子產生振動而輻射噪音。通過增大氣隙，可減小氣隙磁場諧波分量，降低徑向力諧波，從而實現噪音的優化。
因此，綜合考慮輸出能力和NVH的影響，選擇合理氣隙至關重要。本文通過有限元法，仿真分析了兩種氣隙下電機性能和NVH表現，并通過試驗進行了對比驗證。
3 設計方案介紹
本文以某款永磁同步驅動電機為研究對象，電機為強制水冷，內轉子，電機最高轉速為12000rpm，電機殼體為鋁合金材料。
展開 前言：電動牽引傳動裝置比客車中傳統使用的內燃機更安靜，然而，由電動機和電力電子裝置組成的電動驅動裝置也必須針對NVH行為進行優化。麥格納動力總成為相關工藝步驟的高壓驅動和齒輪傳動引入了一種方法。
1：聲學上的挑戰（AKUSTISCHE HERAUSFORDERUNGEN）
這部分在德國的小論文中基本稱為引言（Einleitung）。作者提出汽車電動化是一個越來越明顯的趨勢。但是由于內燃機的取消和電動機的引入的電動化帶來的新的振動和噪聲問題必須好好重視起來，因為這和顧客體驗和產品質量密切相關。
接下來就是對整個研究內容的一個綜述。
電驅動器的典型聲學激勵機構是功率電子器件的電氣開關操作，電動機的不均勻性和變速器中的齒輪中的滾動噪聲，這部分如從傳統的具有內燃機（VKM）的驅動器中已知的那樣。
為了獲得高度的聲學舒適度，通過發動機支架和車輛結構的激勵和傳輸應該盡可能低。驅動器的內部機械結構要求是在軸承點處處于低振動水平，以使聲學傳遞結構路徑中的噪聲水平降低，要求還有就是要讓表面振動很小，以減少通過空氣中聲音路徑的傳輸。采用絕緣材料等次要措施可能會減少聲音的傳播，但其目的應該是盡可能降低聲音輻射。
Magna的動力總成部門研發了一款高壓電驅，這篇文章將重點講講在研發過程中的NVH優化改善問題，其中重點內容是齒輪嚙合激勵和驅動結構的振動。
在設計階段，就已經必須分析和改進結構的振動特性，例如，通過以上分析可以合理安排使用箱體加筋以及達到避免懸臂質量堆積的目的。盡管電磁電路的設計側重于關注性能和效率，但也應該考慮到設備的噪聲性能。計算過的非均勻磁場力將被用作NVH模擬的輸入量。
由于齒輪的滾動是周期性不均勻的過程，所以在齒輪之間產生可變的耦合剛度。這些數據被認為是NVH模擬中作為第二種激勵機制。
展開 電機NVH是一個多物理場耦合的問題，其中涉及到的電磁、機構運動、熱流等領域，對應仿真也需要采用多個不同領域的求解器聯合求解。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構有限元模型上進行結構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。結構有限元模型往往為三維網格，求解采用頻域算法。電磁仿真的模型和結構仿真模型是兩套不同的模型網格。如何快速高效的建立電磁仿真和結構振動噪聲仿真模型之間的數據傳遞是目前大多數電機NVH仿真工程師所關心的。西門子Simcenter 3D技術團隊針對這個問題，開發了針對性的程序，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。程序功能主要應用可以概況為以下幾點：
1. 任意定子結構加載位置選擇
為了實現低噪音設計，在電機結構設計中定子齒的齒頂往往不再是圓弧形。出現了平齒、內凹、外凸等多種形狀。針對這些新的結構型式，如何能夠快速高效的提取齒頂的載荷？
在我們的程序中，只需要設置關注的區域范圍，軟件會基于實際的2D電磁網格及電磁力自動提取齒頂的電磁力，并將2D的電磁仿真計算出的電磁力拉伸為用于有限元網格加載的電磁力。通過該程序，我們可以實現：
精確考慮外凸和內凹齒面效果
精確切向力引起定子齒變形
減小電磁力文件大小
2. 基于多個穩態轉速的電磁階次力提取
在計算電機加速噪聲時的電機轉速是變化的，在電磁仿真時的工況為恒定轉速工況。電機實際的振動噪聲問題往往體現為階次的特征，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 本期為新能源汽車專題之電機篇，里面有優質文章、免費視頻、最新文檔，快看看有沒有大家感興趣的內容吧！
文章
1.電動汽車電機懸置框架的安全性能和輕量化研究
主要內容：電機懸置框架的設計、懸置布置形式、框架結構設計、電器和線束布置、安全性能仿真分析、碰撞安全性能、方案結果及討論、、輕量化設計、鋁合金框架設計、碰撞安全性、結論...
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2.純電動汽車驅動電機NVH開發探討
主要內容：驅動電機NVH問題概述、驅動電機噪聲來源及機理介紹、驅動電機NVH開發核心要點、開發案例分享...
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3.純電動汽車電機嘯叫噪聲優化
主要內容：電機&階嘯叫問題、電機&階噪聲傳遞路徑分析、電機結構改進方案及效果驗證、電機&階噪聲主客觀對應分析、結論...
點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1827344
4.電動汽車電機NVH技術
主要內容：電機電控基礎、正向開發關鍵技術、案例（電機仿真、電機噪聲優化、電控噪聲優化）...
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雙橋式電機驅動是指電路中使用兩個電路橋來控制電機的旋轉方向和速度的一種驅動方式。雙橋驅動電路通常由四個電子開關組成，這四個開關分別與電機的兩個端子相連。通過控制這四個開關的通斷狀態，可以改變電機中的電流方向，從而實現電機的正轉和反轉。同時，通過調節開關的狀態，還可以改變電機的電源電壓和電流，實現調速功能。
主要特點：
雙向控制：能夠滿足電機正、反向旋轉的需求。
調速功能：通過控制電子開關的狀態
電機雙通道驅動芯片，通常指能夠控制直流電機實現正轉、反轉和制動等雙向運動功能的集成電路（IC）。這類芯片內部多采用H橋電路結構，通過控制功率MOSFET或晶體管的導通與關斷，改變電機兩端的電壓極性，從而實現電機的雙向驅動。
核心工作原理與技術特性：
H橋拓撲結構?：這是雙向驅動的基礎。芯片內部集成四個功率開關（通常為MOSFET），排列成“H”形。通過邏輯控制電路，精確控制對角線開關的導通
本文原刊登于Ansys.com：《Analyzing Noise, Vibration, and Harshness With Ansys Motor-CAD NVH Tuning》
作者： Shi-Uk Chung | Ansys 高級應用工程師
編輯整理：王楊 | Ansys 主任應用工程師
噪聲、振動和聲振粗糙度（NVH）是電機設計與性能的關鍵因素。過高的NVH會導致產品壽命縮短
PWM（Pulse Width Modulation，脈寬調制）接口是一種通過調節信號的脈沖寬度來控制功率傳遞的技術。它被廣泛應用于各種電子設備中，尤其是在控制電動機、調節亮度、音頻輸出、信號處理等方面。
PWM的基本原理是通過改變信號的占空比來調節輸出信號的有效功率。具體來說，PWM信號是一種數字信號，它在一個固定的周期內以某一頻率進行高低電平的切換。這個切換的比例（高電平時間占整個周期的比例
雙通道H橋驅動器（用于電機控制）結構組成：其核心是兩個獨立的H橋電路。每個H橋由四個開關元件（通常是MOSFET）構成，分為上、下橋臂。電機連接在兩個橋臂的中點之間。雙通道設計意味著可以獨立控制兩個直流電機。
工作原理：
正轉/反轉：通過控制對角線上的一對開關管導通（如左上+右下），另一對關閉，來改變流過電機的電流方向，從而實現電機的正反轉。
調速：采用PWM（脈沖寬度調制）技術，通過快速開關
用轉速轉矩傳感器驅動的電機故障先兆量化指標體系，為電機運行狀態的監測提供了新的視角。在當前數字化、智能化的工業環境中，構建這樣一個指標體系不僅能夠提升電機的可靠性與安全性，也為實現設備的智能維護和管理奠定了堅實基礎。
一、降噪類算法
·低通濾波：設計合適截止頻率的低通濾波器，如巴特沃斯低通濾波器。通過實驗確定截止頻率，去除高于該頻率的環境噪聲
電機NVH測試優化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用
在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電4個月前
電機NVH測試優化：鑄鐵平臺在噪聲振動測試中的基礎作用
在新能源汽車、工業電機、家電電機等領域，NVH（噪聲、振動與聲振粗糙度）功能是評估電機品質的核心指標，直接影響產品舒適性、可靠性與市場競爭力。電機NVH測試的核心訴求是準捕捉噪聲與振動信號，而測試基準的穩定性直接決定信號采集的真實性。鑄鐵平臺作為電機NVH測試臺的核心基礎部件，憑借高剛性、低振動、強抗干擾的特性，為噪聲振動測試搭建穩定基準
基于AVL EXCITE M與Simulink控制耦合的電機諧波注入NVH分析
前言
在新能源汽車、工業伺服系統等核心應用場景中，電驅系統的高頻嘯叫與低頻轟鳴問題，已成為制約產品 NVH（振動噪聲）性能提升的核心痛點與技術難題。此類噪聲的核心誘因在于電磁力波激勵引發的結構振動及空氣輻射噪聲，傳統采用阻尼敷設、結構拓撲優化等被動降噪手段，不僅存在研發成本高、周期長的局限，還可能犧牲動力總成功率密度與空間布局靈活性
K1-單擊按鍵正轉，可設定旋轉長度
K2-單擊實現正反轉自動延遲1秒循環切換
K3-單擊按鍵反轉，可設定旋轉長度
K4-主板開關
K1-K2-K3之間可以通過按鍵任意切換
本人可需要以上幾個功能，不知道那位大佬給推薦個相關的主板模塊
雙通道H橋電流控制電機驅動器是一種電子電路，用于獨立控制兩個直流電機的方向、速度和制動。它基于H橋拓撲結構，每個通道包含四個開關元件（如MOSFET或晶體管），形成一個“H”形電路，電機作為負載連接在橋臂上。?
雙通道設計允許同時控制兩個電機，每個通道獨立工作。例如，一個通道控制電機1，另一個控制電機2，通過各自的PWM信號和方向控制實現多軸運動（如機器人輪子驅動）。?電流控制通常通過檢測電機電流反饋
