電機(jī)電控振動(dòng)的案例
新能源汽車電機(jī)電控振動(dòng)試驗(yàn)
一、電機(jī)電控正弦振動(dòng)
1.1 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T18488.1--2015
1.2 試驗(yàn)條件選擇：依據(jù)裝車部位選取條件，一般為“其他部位”。下圖注釋1中 X和Y方向位移和加速度可以除2，但目前各大供應(yīng)商均選擇量級不除2來測試。
二、電機(jī)電控隨機(jī)振動(dòng)
依據(jù)裝車類型分為純電動(dòng)乘用車，混合動(dòng)力乘用車，商用車。
2.1 純電動(dòng)乘用車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：ISO16750-3-2007
2.2 試驗(yàn)條件選擇： 試驗(yàn)IV-乘用車,彈性體(車身)
2.3 混合動(dòng)力乘用車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：ISO16750-3-2012
2.4 試驗(yàn)條件選擇：試驗(yàn)II- 乘用車，變速箱
2.5 商用車試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：ISO16750-3-2012
2.6 試驗(yàn)條件選擇：試驗(yàn)VII- 商用車，彈性體（固有頻率小余30HZ以下需要追加測試，具體請查閱標(biāo)準(zhǔn)）
2.7 振動(dòng)疊加溫度選擇（高溫一般為105~125）
2.8 振動(dòng)臺(tái)選擇，電機(jī)質(zhì)量大，振動(dòng)量級大，一般選擇5噸以上推力振動(dòng)臺(tái)，臺(tái)面最好為800mm*800mm以上。電控質(zhì)量輕，尺寸小，一般選擇3噸以上推力振動(dòng)臺(tái)，臺(tái)面最好為600mm*600mm以上。
三、電池包隨機(jī)振動(dòng)
3.1 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T31467-2015
3.2 Z方向試驗(yàn)條件
3.3 Y方向試驗(yàn)條件1
3.4 Y方向試驗(yàn)條件2
3.5 按電池包裝車位置選取Y軸試驗(yàn)條件
3.6 X方向試驗(yàn)條件
3.7 試驗(yàn)順序和方向定義：Z→Y→X 水平縱向X方向即為行車方向
3.8 振動(dòng)臺(tái)選擇，電池包尺寸大，質(zhì)量重，振動(dòng)量級小，一般選擇5噸以上推力振動(dòng)臺(tái)，臺(tái)面1200mm*1200mm以上。
展開 汽車專題第五期 |新能源汽車—電機(jī)篇（一）
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10.電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器功能安全架構(gòu)研究
主要內(nèi)容：電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器安全完整性等級分析、EGAS架構(gòu)在功能安全中的應(yīng)用、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器安全理論分析、單核鎖步微處理器的安全架構(gòu)實(shí)現(xiàn)、多核鎖步微處理器的安全架構(gòu)實(shí)現(xiàn)、雙芯片微處理器的安全架構(gòu)實(shí)現(xiàn)...
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11.基于動(dòng)力性指標(biāo)的純電動(dòng)汽車電機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)
主要內(nèi)容：電動(dòng)汽車的動(dòng)力性指標(biāo)、電機(jī)特性及其與各指標(biāo)的關(guān)系、最高車速與爬坡性能設(shè)計(jì)、電動(dòng)汽車加速指標(biāo)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)實(shí)例...
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12.電動(dòng)汽車電機(jī)"冷卻"技術(shù)
主要內(nèi)容：電力牽引電機(jī)的拓?fù)洹⑤嗇?em>電機(jī)系統(tǒng)剖析圖...
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13.新能源汽車電機(jī)電控振動(dòng)試驗(yàn)
主要內(nèi)容：電機(jī)電控正弦振動(dòng)、電機(jī)電控隨機(jī)振動(dòng)（試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)條件選擇）、電池包隨機(jī)振動(dòng)（試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、Z方向試驗(yàn)條件、Y方向試驗(yàn)條件、按電池包裝車位置選取Y軸試驗(yàn)條件、X方向試驗(yàn)條件、試驗(yàn)順序和方向定義、振動(dòng)臺(tái)選擇）...
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14.新能源汽車電機(jī)的風(fēng)冷和水冷有何區(qū)別？
展開 實(shí)例研究：新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)（轉(zhuǎn)自旺材電機(jī)與電控）
載客（運(yùn)貨）移動(dòng)工具要實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不僅是夢想，也是汽車驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展的基本趨勢。
三、汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的基本類型
汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的基本類型是直流電機(jī)和交流電機(jī)。中學(xué)電學(xué)知識(shí)告訴大家，有電的地方，就有磁場，磁場力對金屬是有作用力的。電機(jī)要連續(xù)旋轉(zhuǎn)，必須要有360度磁場力。
直流電方向是不變的，邏輯上不存在直流電機(jī)，而是工程師在電機(jī)結(jié)構(gòu)上，將其內(nèi)部加裝上了換向器，將外部直流電變成360度變化的電，于是有了直流電機(jī)一說；交流電的方向是變化的，基本意思是，如果電機(jī)能接交流電，交流電機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)部就相對簡單了。電機(jī)其旋轉(zhuǎn)原理，見圖（1）。
圖1 電機(jī)旋轉(zhuǎn)原理圖
目前，汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，基本上是交流電機(jī)。而交流電機(jī)也是可以細(xì)分的。目前主要有交流感應(yīng)電機(jī)和交流永磁同步電機(jī)。
1.交流電機(jī)的工作優(yōu)點(diǎn)
交流電機(jī)由美籍塞爾維亞裔科學(xué)家尼古拉·特斯拉發(fā)明，是用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械。交流電機(jī)與直流電機(jī)相比，由于沒有換向器（見直流電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)），因此結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，比較牢固，容易做成高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流、大容量的電機(jī)。交流電機(jī)功率的覆蓋范圍很大，從幾瓦到幾十萬千瓦、甚至上百萬千瓦。常用車載電機(jī)一般在幾十到三百千瓦之間。
2.交流感應(yīng)電機(jī)基本原理
感應(yīng)電機(jī)（Induction Motor ）定子與轉(zhuǎn)子之間靠電磁感應(yīng)的作用，以轉(zhuǎn)子內(nèi)感應(yīng)電流，實(shí)現(xiàn)機(jī)與電能量轉(zhuǎn)換。感應(yīng)電機(jī)一般用作電動(dòng)機(jī),見圖（2）
圖2 感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖
理解：外部為電機(jī)提供的電源是交流電，電機(jī)定子線圈接通電源的交流電源，在轉(zhuǎn)子內(nèi)感應(yīng)出電流，兩個(gè)電流就有兩個(gè)電場，有了交變磁場，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)，完成了機(jī)與電能量的轉(zhuǎn)換。
展開 電機(jī)振動(dòng)噪聲建模分析：ANSYS電機(jī)振動(dòng)噪聲分析
噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness）(在~20Hz-20kHz之間)的常見術(shù)語。引起這些振動(dòng)的力可以來自許多來源。對于電機(jī)來說，這些力可能是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸的磁力，也可能是更大的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分，比如軸承和/或齒輪。
圖1 汽車NVH示意圖
噪聲是電機(jī)的一個(gè)熱門話題，而諸如重量和成本降低等競爭性需求會(huì)帶來工程挑戰(zhàn)，如果不加以解決，可能會(huì)影響客戶滿意度和產(chǎn)品接受度，使用ANSYS工具將為如何全面解決電機(jī)噪聲提供工程指導(dǎo)。
1. 問題分析
本例以永磁同步電機(jī)模型為例。在Maxwell 2D中，利用該電機(jī)的1/8模型，計(jì)算定子內(nèi)表面徑向和切向磁拉力；然后在ANSYS Mechanical中進(jìn)行該電機(jī)三維定子的諧響應(yīng)分析；最后在ANSYS Harmonic Acoustic中進(jìn)行三維聲場分析。在Workbench中，Maxwell中計(jì)算的定子內(nèi)表面徑向和切向磁拉時(shí)域力密度分布，作為激勵(lì)源，耦合到Mechanical 中進(jìn)行頻域的諧響應(yīng)分析；諧響應(yīng)分析的結(jié)果，作為激勵(lì)耦合到ANSYS Harmonic Acoustic 中，作為噪聲分析的激勵(lì)。
幾何模型
圖2 模型示意圖
材料參數(shù)
，仿真過程中使用的材料為默認(rèn)的結(jié)構(gòu)鋼
2. 電磁力計(jì)算
圖3 1/8電機(jī)模型
分析模型為 Prius 電機(jī)的二維分析模型，建立Maxwell 2D分析流程。
打開【W(wǎng)orkbench】->【Toolbox】->【Analysis Systems】，添加一個(gè)Maxwell 2D分析系統(tǒng)。
展開 
電動(dòng)車電機(jī)電控基本知識(shí)
電動(dòng)車電機(jī)電控基本知識(shí)
電機(jī)NVH測試優(yōu)化：鑄鐵平臺(tái)在噪聲振動(dòng)測試中的基礎(chǔ)作用
在新能源汽車、工業(yè)電機(jī)、家電電機(jī)等領(lǐng)域，NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）功能是評估電機(jī)品質(zhì)的核心指標(biāo)，直接影響產(chǎn)品舒適性、可靠性與市場競爭力。電
電機(jī)NVH測試優(yōu)化：鑄鐵平臺(tái)在噪聲振動(dòng)測試中的基礎(chǔ)作用
在新能源汽車、工業(yè)電機(jī)、家電電機(jī)等領(lǐng)域，NVH（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）功能是評估電機(jī)品質(zhì)的核心指標(biāo)，直接影響產(chǎn)品舒適性、可靠性與市場競爭力。電機(jī)NVH測試的核心訴求是準(zhǔn)捕捉噪聲與振動(dòng)信號，而測試基準(zhǔn)的穩(wěn)定性直接決定信號采集的真實(shí)性。鑄鐵平臺(tái)作為電機(jī)NVH測試臺(tái)的核心基礎(chǔ)部件，憑借高剛性、低振動(dòng)、強(qiáng)抗干擾的特性，為噪聲振動(dòng)測試搭建穩(wěn)定基準(zhǔn)，是優(yōu)化NVH測試精度與效率的關(guān)鍵支撐。本文深解析鑄鐵平臺(tái)在噪聲振動(dòng)測試中的基礎(chǔ)作用，融入電機(jī)噪聲測試平臺(tái)、振動(dòng)測試基準(zhǔn)平臺(tái)等高頻關(guān)鍵詞，為NVH測試方案優(yōu)化提供技術(shù)參考。
電機(jī)NVH測試的核心痛點(diǎn)是“信號干擾導(dǎo)致測試失真”。噪聲振動(dòng)信號本身具有微弱性、高頻性特點(diǎn)，測試過程中，電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)易引發(fā)測試基準(zhǔn)變形，車間環(huán)境噪聲、地面振動(dòng)、其他設(shè)備運(yùn)行干擾等，也會(huì)混入測試信號，導(dǎo)致真實(shí)的電機(jī)NVH信號被掩蓋。普通測試基座難以這些干擾，而鑄鐵平臺(tái)通過科學(xué)的結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)，從根源上優(yōu)化測試環(huán)境，為準(zhǔn)采集NVH信號筑牢基礎(chǔ)。
鑄鐵平臺(tái)在噪聲振動(dòng)測試中的基礎(chǔ)作用，主要通過三大核心價(jià)值實(shí)現(xiàn)，為NVH測試優(yōu)化提供關(guān)鍵支撐。其一，高剛性結(jié)構(gòu)保障測試基準(zhǔn)穩(wěn)定。平臺(tái)主體選用HT250強(qiáng)度灰鑄鐵或QT600球墨鑄鐵，經(jīng)高溫時(shí)效+振動(dòng)時(shí)效+自然時(shí)效三重處理，殘余應(yīng)力去除率≥99%，搭配“箱型封閉框架+十字交叉加密筋板”設(shè)計(jì)，筋板厚度≥25mm，臺(tái)面厚度≥100mm，在電機(jī)振動(dòng)載荷作用下，臺(tái)面撓度≤0.01mm/m，無塑性變形。穩(wěn)定的基準(zhǔn)面可避免電機(jī)安裝位置偏移，確保振動(dòng)傳感器采集的信號真實(shí)反映電機(jī)本身振動(dòng)特性，減少基準(zhǔn)變形導(dǎo)致的測試誤差。
其二，優(yōu)異阻尼特性抑振動(dòng)干擾。
展開 電機(jī)振動(dòng)噪聲的產(chǎn)生以及控制：振動(dòng)和噪聲的來源
來源：易萌森戈CAE工作室
前言
在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電機(jī)、控制器引起的振動(dòng)和噪聲問題變得愈加顯著。新能源汽車上，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的噪聲更加顯著。中高頻段上，整車噪聲基本由電機(jī)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)所主導(dǎo)，影響車內(nèi)聲品質(zhì)。這些問題，正在逐漸成為，整車廠、電機(jī)廠商以及電控系統(tǒng)供應(yīng)商亟待解決的棘手問題。當(dāng)前將電磁、結(jié)構(gòu)有限元分析流程有效結(jié)合起來，為電機(jī)的電磁、PWM(脈寬調(diào)制)、機(jī)械及NVH性能優(yōu)化提供了一個(gè)完整的虛擬仿真過程及數(shù)據(jù)分析功能。
為了搞清楚電機(jī)的振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生的原因和機(jī)理，在隨后的文章中對其進(jìn)行闡述。
展開 整車電機(jī)振動(dòng)噪聲：某混合動(dòng)力汽車電機(jī)噪聲分析和降噪設(shè)計(jì)
以某開發(fā)過程中的混合動(dòng)力轎車動(dòng)力總成為研究對象，針對其開發(fā)過程中出現(xiàn)的電機(jī)高頻噪聲過大問題，采取正向設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化，提升了該電機(jī)的NVH性能，其聲品質(zhì)有大幅提高。研究內(nèi)容對工程實(shí)際具有指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞
：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車；NVH；電機(jī)
0 引言
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車相比結(jié)構(gòu)差異較大．傳動(dòng)系統(tǒng)及其運(yùn)行模式作了改變。致使整車的振動(dòng)噪聲與傳統(tǒng)車相比具有新特點(diǎn)，傳動(dòng)系統(tǒng)在不同模式下表現(xiàn)出不同的NVH問題【I‘]，使得振動(dòng)噪聲的控制更為復(fù)雜。較低的背景噪聲使得原來傳統(tǒng)汽車中被掩蓋的噪聲凸顯出來，電機(jī)的高頻電磁噪聲會(huì)嚴(yán)重降低車內(nèi)噪聲的聲音品質(zhì)，同時(shí)降低乘坐舒適性。另外。電機(jī)的高扭矩和高轉(zhuǎn)速特性對齒輪系統(tǒng)的高頻嘯叫噪聲控制提出了新挑戰(zhàn)，電動(dòng)汽車動(dòng)力總成振動(dòng)噪聲問題不單單是發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的結(jié)構(gòu)噪聲和燃燒噪聲問題．傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、齒輪系統(tǒng)之間耦合振動(dòng)更為復(fù)雜。目前針對電動(dòng)汽車NVH研究的相關(guān)文獻(xiàn)較少。振動(dòng)噪聲設(shè)計(jì)應(yīng)該是正向設(shè)計(jì)而不是逆向設(shè)計(jì)。振動(dòng)噪聲問題應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行杜絕和優(yōu)化，而不是出廠和售后問題。文中以某開發(fā)過程中的混合動(dòng)力轎車動(dòng)力總成為研究對象．對其開發(fā)過程中電機(jī)高頻噪聲過大問題進(jìn)行正向設(shè)計(jì)，采取優(yōu)化措施。提升了該電機(jī)的NVH性能。其聲品質(zhì)有大幅提高，對工程實(shí)際有指導(dǎo)意義。
1 問題描述及NVH測試
該車型的動(dòng)力傳動(dòng)系由發(fā)動(dòng)機(jī)、行星齒輪系統(tǒng)、主電機(jī)、電池組、后驅(qū)電機(jī)組成。樣車在試車階段純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)。電機(jī)轉(zhuǎn)速6250r／min時(shí)，駕駛室存在高頻電磁噪聲，車內(nèi)噪聲主觀評價(jià)較差，聲品質(zhì)較差；另外起步階段電機(jī)的高頻電磁噪聲同樣較大。該電機(jī)為8極48槽(極對數(shù)p=4)同步電機(jī)，該混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力傳動(dòng)系簡圖如圖1所示。
展開 電機(jī)振動(dòng)噪聲建模分析:基于ANSYS Workbench平臺(tái)的電機(jī)電磁噪聲仿真分析
電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)等電力設(shè)備的噪聲起因很多，有電磁振動(dòng)噪聲、機(jī)械噪聲及流致噪聲等等，本文通過ANSYS公司的官方案例為操作背景，詳細(xì)介紹如何將作用在定子上的瞬態(tài)電磁力作為結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析的載荷計(jì)算振動(dòng)噪聲。
1.電磁模型建立與分析
如圖1所示為一個(gè)電機(jī)模型，電機(jī)的額定輸出功率為550W，額定電壓為220V，極對數(shù)為4，定子齒數(shù)為24個(gè)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為1500rpm，求電磁振動(dòng)產(chǎn)生的噪聲大小。
本算例使用的模塊如下：
RMxprt模塊：建立電機(jī)類型；
Maxwell模塊：2D瞬態(tài)電磁場計(jì)算；
Structural 模塊：3D諧響應(yīng)分析計(jì)算；
Acoustics ACT模塊：噪聲計(jì)算
注：Acoustics ACT模塊需要單獨(dú)安裝，請用戶到官方網(wǎng)站上自行下載。
圖1 電機(jī)模型
電機(jī)的電路模型如圖2所示。
圖2 電機(jī)電路模型
1）啟動(dòng)Workbench。在Windows XP下單擊“開始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench15命令，即可進(jìn)入Workbench主界面。
2）保存工程文檔。進(jìn)入Workbench后，單擊工具欄中的按鈕，將文件保存為“zhendongzaosheng.wbpj”，單擊Getting Started窗口右上角的（關(guān)閉）按鈕將其關(guān)閉。
3）雙擊Toolbox→Analysis System→RMxprt模塊建立項(xiàng)目A，如圖3所示。
4）雙擊項(xiàng)目A中的A1欄進(jìn)如RMxprt電機(jī)設(shè)置平臺(tái)，如圖4所示。
圖3 RMxprt模塊 圖4 RMxprt平臺(tái)
5）依次選擇菜單RMxprt→Machine Type，在彈出的電機(jī)類型選擇對話框中單擊Generic Rotating Machine選項(xiàng)，單擊OK按鈕，如圖5所示。
展開 電機(jī)振動(dòng)噪聲建模分析：基于Motor-CAD的永磁同步電機(jī)E-NVH仿真分析（單一工況點(diǎn)噪聲）
目前，新能源汽車電機(jī)的噪聲問題變得越來越突出，電機(jī)的電磁振動(dòng)噪聲是設(shè)計(jì)人員研究的熱點(diǎn)問題，而電磁振動(dòng)噪聲的激勵(lì)源電磁力波至關(guān)重要。本文基于Motor-CAD對永磁同步電機(jī)進(jìn)行電磁振動(dòng)噪聲（E-NVH）仿真分析，為永磁同步電機(jī)的E-NVH分析提供理論依據(jù)，并為永磁同步電機(jī)的E-NVH提供優(yōu)化途徑。
Motor-CAD是全球領(lǐng)先的新能源汽車電機(jī)選型分析及設(shè)計(jì)軟件，用于新能源汽車電機(jī)的選型匹配，優(yōu)化設(shè)計(jì)，競品分析，拆解分析等。開發(fā)至今，已被全球主要的整車生產(chǎn)企業(yè)、電機(jī)生產(chǎn)商、科研機(jī)構(gòu)及高校等廣泛使用。
Motor-CAD集成化軟件包，可在選型、設(shè)計(jì)階段高效地對電機(jī)進(jìn)行電磁和熱性能測試；軟件包括：電磁（EMag）、熱（Therm）、機(jī)械模塊（Mechanical）和虛擬實(shí)驗(yàn)室（Lab）四個(gè)模塊，可在幾分鐘內(nèi)精確評估電磁、熱和電磁振動(dòng)噪聲特性。
本例以一臺(tái)48S8P永磁同步電機(jī)為例，對電機(jī)的電磁噪聲進(jìn)行仿真分析。通過Motor-CAD中的Mechanical模塊對電機(jī)E-NVH進(jìn)行仿真分析，為后續(xù)的降噪方案提供思路。下圖所示電機(jī)的Motor-CAD模型圖，內(nèi)置式永磁同步電機(jī)，具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置在此不再贅述。
展開 電機(jī)振動(dòng)噪聲建模分析：基于導(dǎo)入DXF轉(zhuǎn)子模型導(dǎo)入MANATEE的振動(dòng)噪聲仿真分析
通過導(dǎo)入DXF文件與MANATEE的耦合可以更加方便，更加準(zhǔn)確的進(jìn)行電機(jī)電磁振動(dòng)噪聲的仿真分析，為用戶提供了切實(shí)可行的解決方案。
文章來源：天源科技
【NVH】電機(jī)的振動(dòng)噪聲
就永磁同步電機(jī)的電磁噪聲而言，麥克斯韋力和磁致伸縮力是造成電機(jī)振動(dòng)和產(chǎn)生噪聲的主要因素。
電機(jī)定子振動(dòng)特性
電機(jī)的電磁噪聲除了與氣隙磁場產(chǎn)生的電磁力波頻率、階數(shù)和幅值有關(guān)之外，還與電機(jī)的結(jié)構(gòu)固有模態(tài)有關(guān)。電磁噪聲主要由電機(jī)定子及殼體的振動(dòng)產(chǎn)生。因此，提前通過理論公式或仿真預(yù)估定子的固有頻率，并將電磁力頻率和定子固有頻率錯(cuò)開，是減小電磁噪聲的有效手段。
當(dāng)電機(jī)徑向力波頻率與定子的某階固有頻率相等或相近時(shí)，就會(huì)引起共振。此時(shí)，即使徑向力波的幅值不大，也會(huì)導(dǎo)致定子較大的振動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生較大的電磁噪聲。對電機(jī)噪聲而言，最重要的是研究以徑向振動(dòng)為主、軸向階數(shù)為零，空間振型六階以下的固有模態(tài)，如圖所示。
定子振動(dòng)形式
在分析電機(jī)振動(dòng)特性時(shí)，由于阻尼對電機(jī)定子的模態(tài)振型和頻率影響有限，可不予考慮。結(jié)構(gòu)阻尼是通過應(yīng)用高能量耗散機(jī)理去降低共振頻率附近的振動(dòng)級，如圖所示，只在共振頻率或接近共振頻率時(shí)需考慮。
展開 永磁電機(jī)的振動(dòng)噪聲
電磁徑向力和切向力的模型，并進(jìn)行了相應(yīng)的模態(tài)仿真，對電磁力和振動(dòng)噪聲響應(yīng)進(jìn)行了頻域分析和聲輻射模型的分析，并進(jìn)行了相應(yīng)的仿真和實(shí)驗(yàn)研究，其指出永磁電機(jī)定子主要模態(tài)如圖所示。
永磁電機(jī)主要模態(tài)
電機(jī)本體結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)
電機(jī)中主磁通大致上沿徑向進(jìn)入氣隙，并在定子和轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生徑向力，從而引起電磁振動(dòng)和噪聲。同時(shí)，它產(chǎn)生切向力矩和軸向力，引起切向振動(dòng)和軸向振動(dòng)。在很多場合，如電機(jī)不對稱或單相電機(jī)中，所產(chǎn)生的切向振動(dòng)很大，容易引起與電機(jī)相連的部件共振，產(chǎn)生輻射噪聲。為了計(jì)算電磁噪聲，并分析和控制這些噪聲，必須知道他們的來源，即產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的力波。為此，通過氣隙磁場的分析，進(jìn)行電磁力波的分析。
假設(shè)定子所產(chǎn)生的磁通密度波為
,轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁通密度波為
，則它們在氣隙中合成磁通密度波可表示如下：
定、轉(zhuǎn)子開槽、繞組分布、輸入電流波形畸變、氣隙磁導(dǎo)波動(dòng)、轉(zhuǎn)子偏心、相同不平衡等因素均會(huì)導(dǎo)致機(jī)械變形進(jìn)而引發(fā)振動(dòng)。
磁動(dòng)勢的空間諧波、時(shí)間諧波、槽諧波、偏心諧波以及磁飽和等均會(huì)產(chǎn)生力和轉(zhuǎn)矩的高次諧波。
尤其是交流電機(jī)中的徑向力波，它會(huì)同時(shí)作用于電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子上并產(chǎn)生磁路畸變。
定子——機(jī)座和轉(zhuǎn)子——外殼結(jié)構(gòu)是電機(jī)噪聲的主要輻射源。如果徑向力接近或等于定子——基座系統(tǒng)的固有頻率，則將產(chǎn)生共振，這會(huì)導(dǎo)致電機(jī)定子系統(tǒng)的形變并產(chǎn)生振動(dòng)和聲學(xué)噪聲。
在大多數(shù)情況下，由低頻2f、高階
的徑向力所引起的磁致伸縮噪聲可忽略不計(jì)（f為電機(jī)的基波頻率，p是電機(jī)極對數(shù)）。
展開 BLDC電機(jī)的振動(dòng)與噪音
恒定力波只是對定子鐵心產(chǎn)生靜壓力時(shí)鐵心產(chǎn)生靜變形，不產(chǎn)生振動(dòng)和噪音;
2定子磁動(dòng)勢同次諧波，力波角頻率為2ηω1;
3轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢同次諧波，力波角頻率為2kω1;
4定子磁動(dòng)勢不同次諧波，力波角頻率為(ηi±ηj)ω1 ;
5轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢不同次諧波力波，角頻率為(ki±kj)ω1 ;
6定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢不同次諧波力波，角頻率為(ηi±kj)ω1;
7定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢同次諧波力波，角頻率為2ηiω1;
電磁噪音測試最常用的鑒別方法是：
1、突然斷電法。
2、測振法。
3、混合變頻判斷法。所謂混合變頻法是指利用相關(guān)儀器輔助人耳鑒別噪音。混合變頻鑒別法的輔助設(shè)備為一套可變頻音響設(shè)備。鑒別時(shí)，首先測試電機(jī)在恒電壓恒轉(zhuǎn)速時(shí)的噪音頻譜，記錄幅值較大的頻段，令變頻音響設(shè)備在這些頻段上發(fā)出激勵(lì)聲源，根據(jù)同頻聲波幅值疊加原理，當(dāng)激勵(lì)聲源與噪音相應(yīng)頻譜成分接近或一致時(shí)，人耳會(huì)感覺到噪音被加強(qiáng)。
二、定位力矩與噪音
?定位力矩－電機(jī)不通電時(shí)永磁轉(zhuǎn)子受到的磁力矩
?引起的原因－齒槽和磁滯的存在
理想磁路下的齒槽力矩TC；
極數(shù)2P＝2， 齒數(shù)Z＝3，每周穩(wěn)定位置數(shù)υ＝6
虛位移方法求取TC：
，
最低次數(shù)υmin－每周磁能狀態(tài)重復(fù)次數(shù)：
C— 2P 和Z的最大公約數(shù)；
?幅值－決定于磁勢平方F2和磁導(dǎo)G的υ次幅值乘積。
缺陷磁路的齒槽力矩
?轉(zhuǎn)子有缺陷導(dǎo)致Z次定位力矩
?定子有缺陷導(dǎo)致2P次定位力矩
噪音頻率為電流頻率的18倍，機(jī)械轉(zhuǎn)速的180次；機(jī)的定位力矩分析
三、方波無刷直流電機(jī)力矩波動(dòng)與噪音
波動(dòng)力矩—指令一定下不同轉(zhuǎn)角對應(yīng)的電磁力矩波動(dòng)分量引起的原因：電動(dòng)勢e和電流 i 的波形偏離了理想波形。
展開 異步電機(jī)的電磁振動(dòng)和噪聲
由于電機(jī)的電磁振動(dòng)是電機(jī)電磁場和電機(jī)結(jié)構(gòu)相互作用的結(jié)果，那么利用磁-固耦合振動(dòng)理論來研究電機(jī)的電磁振動(dòng)是尋找電機(jī)電磁振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理以及解決電機(jī)電磁振動(dòng)最有效的方法。由于電磁力是電機(jī)電磁振動(dòng)的激勵(lì)源，其計(jì)算的精度決定了電機(jī)電磁振動(dòng)的計(jì)算精度， 所以目前在電機(jī)電磁振動(dòng)的研究中大多采用數(shù)值分析法來計(jì)算電機(jī)的電磁力。
ANSYS電機(jī)電磁-熱-結(jié)構(gòu)振動(dòng)-噪聲耦合分析應(yīng)用
在電機(jī)結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲計(jì)算分析中，主要包含以下幾個(gè)部分：
動(dòng)力學(xué)分析
：包括模態(tài)分析，諧響應(yīng)分析，轉(zhuǎn)子振動(dòng)分析，轉(zhuǎn)子、定子、機(jī)座耦合振動(dòng)分析，定子及底座振動(dòng)分析，共振、臨界轉(zhuǎn)速分析，瞬態(tài)響應(yīng)特性。
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