永磁同步电机轴向力分析与噪声抑制

永磁同步电机电磁振动噪声抑制方法综述

Key words:magnetostrictive force, noise suppression, electromagnetic noise, permanent magnet synchronous motor
0摇引摇言
随着电气设备在各行各业的应用,电机噪声问
题越来越引起人们的关注,因此研究低噪声、高效率
噪方面近年来的研究进行梳理和分析,通过如何有
综述
效地优化电机本体结构和减小磁致伸缩力对电机的
影响,为进一步开展抑制永磁同步电机的振动噪声
摇 72
收稿日期:2019 -01 -02 基金项目:国家自然科学基金项目(51577131) ;天津市高等学校创新团队培养计划( TD13-5040) 资助
的相关研究工作,提供部分参考。
综摇 echnical
述 review
摇詪詪摇
詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪詪
摇张
的节能电机是非常迫切和必要的。永磁同步电机的
摇噪声一般由三部分组成:空气动力性噪声、机械性噪
欣声和电磁噪声[1-2] 。永磁同步电机在高速运行过程
等
摇中,空气动力学和机械噪声占主导地位;在中低速度
永磁
运行下,电机发出的振动噪声的主要来源是电磁噪
同步
声。电磁噪声的大小与定子绕组磁势空间谐波,电
对引起电机振动噪声的径向力进行研究,通过实验测得径向力波的阶次数越低,电机铁心的弯曲形变程度就越大,振动噪声越大;并且电机定转子极数越多,产生的噪声振动就越小。此外,实验中发现在同步电机运行期间,当所给激励频率与永磁同步电机的转子和定子固有频率出现重合时,就会产生比较大的振动噪声。因此,要有效抑制电机的振动噪声, 可以采用降低激振力和改变固有频率两种方法[7] 。

永磁同步电机降低振动噪声的方法

永磁同步电机降低振动噪声的方法1. 优化电机设计呀！你想想，就像给房子打一个完美的根基，电机设计得好，那运行起来不就更稳了嘛！比如说在设计的时候，更精确地计算磁极形状和绕组分布等，这就能从源头减少振动噪声啦。

老王家改造过的电机，那运行的时候真的超安静呢！2. 采用高质量的材料哦！嘿，这就好比给车子装上优质轮胎，跑起来更顺畅还没噪音。

选那些导磁性能好、机械强度高的永磁材料，还有质量上乘的铁芯等，能大大降低振动噪声。

隔壁厂用了好材料的电机，真的跟静音了似的。

3. 做好平衡调试呢！这不就跟人走路要保持平衡一样嘛，电机不平衡肯定会闹腾啊！细致地进行动平衡和静平衡调试，你看那效果得多明显。

我之前见过一台调试好平衡的电机，工作起来那叫一个静悄悄。

4. 合理安装和固定电机呀！你说要是安装得歪七扭八的，它能好好工作嘛！把电机稳稳当当地安装在合适的位置，用坚固的支架固定好，这样它工作起来就不会乱晃悠产生噪声啦。

那次看到一个安装规范的电机，几乎听不到什么声音呢。

5. 加上减震降噪的装置呢！就像给人带个耳塞，把噪声都隔离掉。

比如说加个减震垫、消音器啥的，这能让振动和噪声大幅度下降。

朋友厂里用了这些装置的电机，简直让人惊艳。

6. 对控制系统进行优化呀！这好比给机器一个聪明的大脑指挥它，让它运行得更合理更安静。

精确控制电流、频率这些参数，那电机可就乖乖听话不乱闹了。

之前见到一个优化好控制系统的电机，运行时真让人惊喜。

7. 做好日常维护保养吧！就像你要爱护自己身体一样爱护电机呀。

定期检查、清洁、润滑，及时发现问题解决问题，那电机就能一直好好工作不捣乱啦。

我就知道有个地方特别注重保养电机，它们的电机总是很安静。

总之，要想让永磁同步电机降低振动噪声，这些方法都得重视起来，一个都不能少！这样咱们才能拥有安静高效的电机呀！。

永磁同步电动机振动与噪声特性研究

永磁同步电动机振动与噪声特性研究一、本文概述随着科技的不断进步和环保理念的日益深入人心，永磁同步电动机（PMSM）作为一种高效、环保的驱动方式，已在诸多领域得到了广泛应用。

然而，随着其使用范围的扩大，其振动与噪声问题也逐渐显现，成为了制约其进一步发展的关键因素。

因此，本文旨在深入研究永磁同步电动机的振动与噪声特性，以期为降低其振动与噪声、提高其运行稳定性和可靠性提供理论依据和技术支持。

本文将首先介绍永磁同步电动机的基本原理和结构特点，阐述其振动与噪声产生的机理。

在此基础上，通过理论分析和实验研究相结合的方法，研究永磁同步电动机在不同工况下的振动与噪声特性，探讨其影响因素和变化规律。

本文还将对永磁同步电动机的振动与噪声抑制技术进行研究，提出有效的抑制方法和措施。

本文的研究内容不仅对于提高永磁同步电动机的性能和可靠性具有重要意义，而且对于推动永磁同步电动机的广泛应用和产业发展也具有积极的促进作用。

因此，本文的研究具有重要的理论价值和实践意义。

二、永磁同步电动机的基本原理与结构永磁同步电动机（PMSM）是一种高效、高性能的电动机，广泛应用于电动汽车、风力发电、工业机器人和精密机床等领域。

其基本原理和结构决定了其在振动和噪声特性上的表现。

永磁同步电动机的基本原理基于电磁感应和磁场相互作用。

它利用永磁体产生恒定磁场，作为励磁源，通过控制定子电流的相位和幅值，使定子磁场与转子磁场保持同步旋转。

当定子电流产生的旋转磁场与转子永磁体磁场相互作用时，会产生电磁转矩，驱动电动机旋转。

永磁同步电动机的结构主要由定子、转子和端盖等部件组成。

定子由铁心和绕组组成，铁心用于固定绕组并提供磁路，绕组则通过电流产生旋转磁场。

转子则主要由永磁体和铁心组成，永磁体提供恒定磁场，铁心则用于增强磁场强度。

端盖则用于固定定子和转子，并提供机械支撑。

在PMSM中，永磁体的使用是关键。

永磁体具有高矫顽力、高剩磁和高磁能积等特点，能够提供稳定的磁场，从而提高电动机的效率和性能。

调速永磁同步电动机高频电磁噪音的分析与抑制

调速永磁同步电动机高频电磁噪音的分析与抑制（已处理）调速永磁同步电动机高频电磁噪音的分析与抑制Analysis and Simulation of High-FrequencyNoise of Vector-Contorlled PMSM system 调速永磁同步电动机高频电磁噪音的分析与抑制撰稿人:梁文毅5摘要 :可以转化为对高次谐波电流产生的径向力波的分析,从而转化为对 PWM 信号产生高频电流谐波的分析。

本文分析了矢量控制调速永磁同步电动机驱动系统中产目前永磁同步电动机矢量控制通常采用 d-q 轴数学模生 PWM 谐波电流的原因,并基于此分析结果给出了高频型,本节利用该数学模型对 d-q 轴谐波电流进行分析。

电机电磁噪音的特征。

基于分析结果,本文提出了解决该类电磁控制算法采用 SVPWM 控制,调制频率为 fPWM。

噪音的几种方式,并采用有限元仿真软件 EasiMotor 对分析结论进行仿真验证,仿真结果验证了理论分析的正确性。

1.1. 永磁同步电动机 d-q 轴谐波电流分析 [14] 关键词:永磁同步电动机、矢量控制、电磁噪音、PWM谐波电流在文献 [14] 中对 PWM 谐波电流进行了详细分析,根据分析可知,通常情况下,d 轴谐波电流主要为一次 PWMAbstract:谐波电流,其大小与Δid1 直接相关,其中:1?i ?UT cos2αδ 60 ? cos60 ?δ 2 3Ld1 ss dThe high frequency electromagnetic noise causedby PWM has beenanalysed in this paper based on当α 30 +δ/2 时,Δid1 取最大值,其值为:the analysis of the PWM harmonic current in vector- controlled PMSM system. Based on this result, the2 ? i UT 1? cos60? δ 2 3L d1 ss dcharacteristic of the noise has been studied, also some of methodsto reducing the noise has been proposed 这里,Ld 为 d 轴同步电感,δ为功角, Ts 为调制周期,and the simulation of finite element method in Us 为稳态运行时电压矢量幅值, 为电压矢量在扇区中瞬EasiMotor software verified the validity of methods. αKey words: PMSM, Vector Control, Electromagnetic α时位置,0 。

超高速永磁同步电机振动噪声分析

超高速永磁同步电机在运行过程中可能会产生振动和噪声，这对电机的性能和稳定性都会产生影响。

进行振动噪声分析可以帮助找出问题并采取相应的措施进行改进。

以下是针对超高速永磁同步电机振动噪声的分析方法：
振动分析：
1. 频谱分析：
-使用加速度传感器等装置对电机进行振动信号采集。

-将振动信号转换为频谱图，分析频谱图可以确定振动的主要频率和幅值。

2. 模态分析：
-进行模态测试，确定电机结构的固有频率和振动模态。

-分析模态测试结果，找出可能引起振动的结构问题。

3. 有限元分析：
-利用有限元分析软件建立电机的有限元模型，进行振动模态分析。

-通过有限元分析，可以预测电机在不同工况下的振动响应。

噪声分析：
1. 声压级测试：
-使用声压级计对电机运行时产生的噪声进行测试和记录。

-分析不同频率下的声压级数据，找出噪声的主要来源。

2. 声学特性分析：
-进行声学特性测试，了解电机内部和外部的声音传播路径。

-分析声学特性，找出影响噪声传播和放大的因素。

3. 噪声源识别：
-通过分析振动和噪声的关联性，识别可能引起噪声的振动源。

-对噪声源进行定位和评估，制定相应的噪声控制策略。

通过以上的振动和噪声分析，可以全面了解超高速永磁同步电机在运行时产生的振动和噪声情况，找出问题的根源并制定相应的改进方案。

有效的振动噪声控制措施可以提高电机的运行稳定性和可靠性，减少对周围环境和人员的影响，从而提升电机的整体性能。

永磁同步电机高频振动与噪声研究

永磁同步电机高频振动与噪声研究一、概述永磁同步电机以其高效率、高功率密度及优秀的控制性能，在电动汽车、风力发电、工业驱动等领域得到了广泛应用。

随着电机运行频率的提高，高频振动与噪声问题日益凸显，成为制约永磁同步电机进一步发展的关键因素。

对永磁同步电机高频振动与噪声的研究具有重要的理论价值和实际意义。

高频振动主要来源于电机内部的电磁力波动、机械结构共振以及材料特性等因素。

这些振动不仅影响电机的稳定运行，还可能导致电机部件的疲劳损坏，降低电机的使用寿命。

同时，高频振动还会引发噪声污染，对人们的生产和生活环境造成不良影响。

针对永磁同步电机高频振动与噪声问题，国内外学者进行了大量的研究。

研究内容包括但不限于电机电磁设计优化、结构动力学分析、振动噪声测试与评估等方面。

通过改进电机电磁设计，优化绕组分布和磁极形状，可以有效降低电磁力波动，从而减少高频振动。

通过结构动力学分析，可以识别出电机的共振频率，进而采取相应的措施避免共振现象的发生。

目前对于永磁同步电机高频振动与噪声的研究仍面临一些挑战。

一方面，电机内部的电磁场和机械结构相互耦合，使得振动与噪声的产生机制复杂多样，难以准确描述和预测。

另一方面，随着电机技术的不断发展，新型材料和先进制造工艺的应用使得电机的振动噪声特性也发生了变化，需要不断更新和完善研究方法和手段。

本文旨在深入研究永磁同步电机高频振动与噪声的产生机理和影响因素，提出有效的抑制措施和优化方案，为永磁同步电机的设计、制造和运行提供理论支持和实践指导。

1. 永磁同步电机概述永磁同步电机，作为电动机和发电机的一种重要类型，以其独特的优势在现代工业中占据着举足轻重的地位。

其核心特点在于利用永磁体来建立励磁磁场，从而实现能量的高效转换。

定子产生旋转磁场，而转子则采用永磁材料制成，这种结构使得永磁同步电机在运行时能够保持稳定的磁场分布，进而实现平稳且高效的能量转换。

永磁同步电机可以分为他励电机和自励电机两种类型，前者从其他电源获得励磁电流，后者则从电机本身获取。

某款电动汽车驱动用永磁同步电机噪声分析

某款电动汽车驱动用永磁同步电机噪声分析电动汽车的噪声问题一直是业内关注的焦点之一，特别是驱动用的永
磁同步电机噪声问题更是备受关注。

本文将从不同角度对款电动汽车驱动
用永磁同步电机噪声进行分析。

首先，了解永磁同步电机的工作原理是分析噪声问题的基础。

永磁同
步电机是利用永磁体产生的磁场与电机中的线圈磁场相互作用，从而实现
转动的电机。

在工作过程中，电机的运动不可避免地产生一定的噪声。

主
要噪声源可以归纳为电机的机械振动、电磁振动以及空气噪声。

第三，电磁振动也是永磁同步电机噪声的重要因素。

电磁振动是由电
机中的电流和磁场相互作用而产生的振动。

电流的变化会导致磁场的变化，进而引起电机部分组件的振动和噪声。

减小电机中的电流涟漪和磁场的不
均匀性可以有效减少电磁振动和噪声。

最后，空气噪声是由电机周围空气流动引起的。

在电机工作时，转子
的旋转会产生气流，同时由于电机的结构会形成或者改变气流，进而产生
空气的噪声。

为了减小空气噪声，可以优化电机的风道结构和减少电机表
面的锐利边缘，从而减小空气流动引起的噪声。

综上所述，款电动汽车驱动用的永磁同步电机的噪声主要包括机械振动、电磁振动和空气噪声。

为了减小噪声，可以从减小间隙、提高转子与
定子的匹配度、降低电流涟漪和磁场的不均匀性、优化风道结构以及减少
锐利边缘等方面入手。

此外，通过噪声传导路径的隔离和吸声材料的应用
等也可以有效降低噪声。

永磁同步电机的振动与噪音解析

理想次数
二、定位力矩
啸叫
大电机噪音与电流波形噪音频率为电流频率的18倍机械转速的180次
第16页/共31页
理想次数
三、方波无刷直流电机力矩波动与噪音
波动力矩波动力矩—指令一定下不同转角对应的电磁力矩波动分量引起的原因：电动势e和电流 i 的波形偏离了理想波形
Tr
1
ei
T
第17页/共31页
❖存在幅值偏差Δi
Tr
2 i sin 2
3
--υ＝2P
❖ 存在相位偏差Δθ
Tr
2 i cos 2
3
--υ＝2P
❖ 存在恒定成分ΔI
Tr I sin --υ＝P
存在次谐波成分i
Tr icos( 1)
第23页/共31页
五、抑制措施
电机本体
定位力矩优化电机系统固有频率
控制器
力矩波动
方波驱动器正弦波驱动器
第6页/共31页
一、振动与噪音机理
合成磁动势：
F (,t) Fs cos[p(1 ) 1t] Frk cos[kp(0 t)]
k
气隙磁密： B (，t) F / S
单位面积力： B2 (，t) 20
N, cos( t) ,
第7页/共31页
一、振动与噪音机理
一、不随时间变化的恒定力波，即零次力波。恒定力波只是对定子铁心产生静压力时铁心产生静变形，不产生振动和噪音; 二、定子磁动势同次谐波，力波角频率为2ηω1; 三、转子磁动势同次谐波，力波角频率为2kω1; 四、定子磁动势不同次谐波，力波角频率为(ηi±ηj)ω1 ; 五、转子磁动势不同次谐波力波，角频率为(ki±kj)ω1 ; 六、定、转子磁动势不同次谐波力波，角频率为(ηi±kj)ω1; 七、定、转子磁动势同次谐波力波，角频率为2ηiω1;

分析及抑制永磁同步电机电磁噪声方法综述

DOI: 10.12677/jee.2019.74021
172
电气工程
王文斌等
转子定子优化设计
电机的振动源有电气原因和机械原因。电振动的主要原因是径向电磁力和齿槽转矩。特别是，在具
有固有频率的相同频带中的转矩频率情况下产生谐振，降低了电机的性能，并对其他系统产生了不利影
响。
文献[7]首先设计具有 V 型电机和磁通屏障的转子形状，形成气隙磁通密度的正弦分布。其次，根据转子形状设计，定子齿的磁通饱和度增加将会对磁场的性能产生负面影响，从而进行定子的形状设计，
极的定子结构以抑制对磁力的振动，同时文献[8] [9] [10]主要针对受振动和噪声限制较大的开关磁阻电机 (SRM)，从两个方面对减少振动进行研究，第一个方面是驱动控制策略包括电流波形，关断和开启，占空比等，提出了低转矩脉动控制策略，减振降噪控制策略(2 步换相法，3 步换相法)第二个方面是振动行
当电激励模式的频率接近定子的固有频率时，电磁振动运动变得严重，因此，有必要考虑激振力来
设计几何结构。为此文献[8]提出了五种不同的定子磁极形状和四种不同的定子磁轭结构来检查振动特性。
为了获得较小振动的定子结构抵抗磁力，研究了所提出的定子几何结构对振动特性的影响。通过电磁三
维(3-D)有限元方法(FEM)计算作为时间函数的径向力，然后当在定子上施加磁力时，通过结构 3-D FEM 分析定子的动态响应。同时利用模态分析预测固有频率和模态振型。提出了六角圆形磁轭上具有梯形磁
Open Access
1. 引言
永磁同步电动机有着效率高，功率密度高，功率因数高等性能特性，所以在很多电气产品中可以将其作为驱动源。例如，大型工业电器，车辆，家用电器等，近年来，车辆内部机械系统对电气系统的需求日益增加，使永磁同步电机的市场变得巨大，因此，在舒适性方面会更要求低振动和低噪声环境。同时随着混合动力汽车和电动汽车的不断发展，低振动和低噪音电机制造技术对于汽车制造商显得尤为重要[1] [2] [3]，电机上的振动源分为机械和电磁原因。机械原因是转子旋转，转子内质量分布不均匀，电机平衡，轴承有缺陷等。电磁原因是电源的不平衡，相电流的谐波分量，气隙的不平衡等。机械原因可以通过精确的生产和生产后的修正来消除。主要的电磁原因是电机设计中的一个问题[2]，本文主要针对永磁同步电机的电磁噪声进行研究。

永磁同步电动机空载噪声的降低方法

式中" 4为谐波次数" 即 !" &" #" 33# SJ为风扇叶片数&
声压级频谱在 "&/ 8V% & !"& 8V% & -Z$ 8V和
& /$$ 8V等处的峰值分别由旋转噪声的 Z% "% !!
和 !& 次等谐波!"##O# 8V% & !$$ 8V% & W--O* 8V
和 & /$$ 8V等$引起的&
, ,
#%永磁同步电动机噪声的产生原因
引起永磁同步电动机产生噪声的主要源头包
括机械噪声源% 空气动力噪声源和电磁噪声源&
#O!%机械噪声源频率
常见的机械噪声源有摩擦噪声% 撞击噪声%
齿轮噪声% 轴承噪声等)!$* &频率为)Z*
!!$ 由转动不平衡引起的旋转噪声 <(&
频率声压级频率声压级
\8V \BF! +$ \8V \BF! +$
#&
/ZO- & /$$ -#O-
!-$ *$O! & "ZZ --O"
Z#& *ZO& # #&/ W"O$
"&/ -*O& # Z*& -&OW
! !$Z *$O/ # --Z -WO*
! W#- W/OW # /*& *&O$
中低频峰值主要是由轴承噪声源引起的&
#O&%空气动力噪声源频率
空气动力噪声从噪声频率的角度可以分为旋转噪声和涡流噪声)!! ,!&* & 其中" 旋转噪声在声

永磁同步电机轴向力分析与噪声抑制

永磁同步电机轴向力分析与噪声抑制罗平亮;韩明;张戟;张冠楠【摘要】In Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) noise analysis, normally radial and tangen-tial forces are focused , and axial force is ignored .This paper focused on the analysis of axial force which came from routine stator slot skewing or rotor poles skewing .Refer to the practice of induction motor , approach of re-ducing axial force for PMSM -symmetrical rotor poles skewing -was studied ..After samples produced , experi-ment proved the noise reduction effect .%业内分析永磁同步电机噪声往往只关注径向力和切向力，对于轴向力分析较少。

本文重点分析由常规定子斜槽或转子斜极带来轴向力。

参考感应电机的一些做法，找到消减永磁同步电机轴向力源的办法，即转子对称斜极。

并制作样品测试，达到了降噪效果。

【期刊名称】《佳木斯大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P217-220)【关键词】永磁同步电机;轴向力;噪声抑制【作者】罗平亮;韩明;张戟;张冠楠【作者单位】联合汽车电子有限公司电力驱动业务部，上海 201206;联合汽车电子有限公司电力驱动业务部，上海 201206;同济大学汽车学院，上海201804;联合汽车电子有限公司电力驱动业务部，上海 201206【正文语种】中文【中图分类】U463.6作为新能源汽车中的核心零部件之一，驱动电机起到传统发动机的动力输出作用.而其噪声也成为整车噪声的重要源头.相对于内燃机，虽然电机产生的噪声总体水平更低，但电机噪声多集中在高频段，衰减慢，且更易引起人的不舒适感，因此驱动电机的噪声问题不容忽视.分析及改善驱动电机的噪声，对于新能源汽车整车降噪具有重要意义.永磁同步电动机噪声主要包括电磁噪声、机械噪声和空气动力噪声[1].对于新能源汽车驱动用永磁同步电机，自然散热或强迫风冷已难以满足其持续性能的需求.所以往往采取定子外表面冷却水道冷却或者定转子直接油冷，从而其空气动力噪声所占比例较小.业内分析永磁同步电机噪声往往只关注径向力和切向力，对于轴向力分析较少.本文分析由常规定子斜槽或转子斜极带来轴向力，提出了减少轴向力的改进方案并验证其效果.1 现有电机分析作者所在单位现有80kW电机外观如图1所示.电机噪声相关分析如下.电磁噪声抑制方面(1)选择合适的极槽配合电机的激励力波即电磁力波，按方向可分为径向力波、切向力波和轴向力波.现有80kW电机为三相永磁同步电机.定子槽数Z为36，转子极对数p为6.定子机壳内设计有冷却水道.逆变器输出交流电频率f1(对于变频调速电机，f1非定值;电机转速为n1=60f1/p，单位rpm)，每极每相槽数q=Z/(2p*3)=1，为整数槽绕组.图1 现有80kW电机外观主极磁场的谐波极对数如式(1)[1].式中 r=0，1，2，3… ;定子绕组谐波的极对数如式(2).式中 k1=0，±1，±2，±3…;径向电磁力波的频率如式(3).得到径向力波n=ν±μ如表1.通常铁心振动时，动态变形的振幅大约与n4成反比，因此分析电磁噪声主要是分析力波次数较小(n≤4)的电磁力波[2].表1 现有80kW电机径向力波表k 0－1 1－2 2…r u\v 6－30 42－66 78 0 6 118 12－12 2 30－12 3 42 12…由结果可以得出，该电机的径向力波最低阶次已达到12阶，对降低电磁振动与噪声有利.80kW电机产品的极槽配合设计合理，径向力波并不会引起过大振动. (2)选择合适的绕组该电机采用分布式绕组，星形连接，反电势波形正弦度好，扭矩纹波较小.(3)斜槽或斜极为减小齿槽转矩，80kW电机采用了定子斜槽方案，斜极角度为一个齿距.如图2所示.图2 定子斜槽机械噪声抑制方面，转子总成装配后会做动平衡，动平衡精度等级高于6.3级.轴承采用的是进口耐高温自密封轴承.装配上采取的是冷压，有专用工装确保只是轴承内圈受力.空气动力噪声抑制方面，没有采用风扇，而是机壳内设置冷却水道.转子表面仅有一些隔磁槽.冲片及叠装都有严格的尺寸和工装来保证.所以总体上，表面比较光滑. 从以上分析可见，现有80kW电机已有一些噪声方面的考虑.对于该电机在整车上的噪声表现，最大噪声约95dB(A).如图3所示.而传统发动机噪声为100～110dB(A).传统NVH理论认为，在低速(0～60km/h)运行时，整车突出噪声为动力系统噪声，中速区(60km/h～100km/h)为胎噪(或称路噪)为主，高速区(＞100km/h)风噪为主，如图4.可见，到车速达到60km/h以上时，动力系统噪声已不再是整车最为突出的噪声，被胎噪和风噪“掩盖”.图3 整车噪声测试结果图4 不同车速下的整车NVH问题此车型为纯电动车，客户关心区间:[30km/h，60km/h]，与以上理论一致.对应驱动电机转速区间[2560rpm，5110rpm]，虽然经过车身及内饰的隔离，在驾驶员侧噪声已得到衰减.客户还是希望电机本身噪声能进一步降低.以减少通过噪声，提升整车的噪声水平.2 转子轴向受力分析对于径向磁场永磁同步电机，人们关注的往往是径向力和切向力，对轴向力的研究相对较少.定子斜槽或转子分段斜极是一种能有效削弱齿谐波、改善电机齿槽转矩和转矩脉动的方法.但这会产生附加的轴向力，从而引起轴向窜动[3].图5所示直槽和斜槽定子中的通电导体受力情况，其中Ia为定子线圈中的电流，FT为通电线圈产生的电磁力，Fma为FT沿电机轴的轴向分力，Fmt为FT垂直于电机轴的径向分力，⊗表示永磁转子的磁场方向.在永磁体产生的转子磁场中，定子槽中的通电导体受到电磁力的作用，磁场、电流和电磁力三者的方向满足左手定则，导体所受的电磁力与导体垂直.对于直槽内的导体，其所受的电磁力F垂直于轴线，无轴向分量;而对于斜槽内的导体，所受的电磁力FT不垂直于轴线，在轴向有分量[4].根据作用力与反作用力的原理，对于定子斜槽永磁电机，转子将承受额外的轴向力Fma.在电机结构中，转子通过轴承来支撑和定位，因此，此轴向力最终作用在轴承上[4].国外低噪声、低振动的小型感应电机中，有应用如下所示双斜槽的方法，中间增加了一个薄的中间环，如图6所示.在永磁同步电机中，我们对分段转子采取了类似的措施，从理论及样品实测中，证实了方案的有效性，详见本文第3部分.图5 通电导体产生的电磁力图6 感应电机转子对称双斜槽另外，对于永磁同步电机，定子铁芯往往成一整体.而为了磁钢加工及安装方便，转子铁芯往往分割为若干叠片组，造成累积公差增大.目前多用0.27mm～0.5mm 硅钢片，使每个叠片组的公差定义在0.5左右，转子总成轴向长度累积公差可达2～5mm.如此就无法确保定转子磁中心重合，从而产生一定的轴向力，从而引起轴向窜动.图7 普通转子斜极轴向力分析3 消减轴向力的设计优化及效果为降低电机齿槽转矩而采用的斜槽或斜极方案，会产生附加的轴向力，引起振动与噪声.通过电磁仿真软件分析，现有80kW电机采用普通单斜槽，大负载时产生的轴向力大于100N，如图7所示.图8 普通斜槽、斜极与对称斜槽、斜极的对比图9 转子对称分段错位图10 普通单斜槽与对称双斜极的电机噪声对比采用对称斜槽或斜极的电机可以在消除齿槽转矩的同时，而不产生附加轴向力.采用这种方案的定子或转子在轴向前半部分向一侧(扭转)倾斜角度θsk，在轴向后半部分再向相反方向倾斜角度θsk，如图8所示.两部分轴向距离相等.由于这两部分的斜槽或斜极采用了不同的倾斜方向，致使其产生的附加轴向力反相，从而于宏观上相互抵消.达到了既消除切向力波又消除轴向力波的目的，且不会对电机性能造成额外影响.考虑到工艺性，可用对称分段错位的方法代替对称连续斜极，如图9所示.1)若使用定子斜槽或转子斜极的方法，应使定子或转子的(扭转)倾斜角度θsk为:式中，Nc为定子齿数Z与转子极数2p的最小公倍数.2)若使用转子对称分段错位的方法，为了保证附加轴向力的完全抵消，转子的分段数Ns应尽量选择为偶数，为保证分段的意义，应使Ns≥4，如图9(a)所示.则此时的转子每段错位角度θsk为:若使用转子对称分段错位的方法时，因实际应用条件Ns无法取偶数，如图5(b)所示，则应先令Ns′=Ns－ 1 获得偶数Ns′，且Ns′≥4，此时的转子每段错位角度θss为:值得注意的是，在这种应用情况下，由于转子未被平均划分为两段，致使齿槽转矩和附加轴向力不能够被完全消除.对于现有80kW电机，转子的分段数Ns=9为奇数，先令Ns′=Ns－1=8，然后可计算转子每段错位角度θss为:θss可取2.5°，5°，7.5°，…，实际按 2.5 制作样品进行试验.普通单斜槽及对称双斜极的电机噪声对比如图10所示.可以看出，相对于普通单斜槽，对称双斜极样品的噪声水平几乎在全部转速区间都有明显下降，最大降幅达20dB(A).4 结论(1)从极槽配合、定子绕组等角度来看，现有80kW电机已有一些噪声方面的考虑.但对于纯电动车应用来说，在30km/h至60km/h区间，噪声依然较凸出.需要得到控制.(2)为减小齿槽转矩及扭矩波动，现有80kW电机采用了定子斜槽的方法.传统的径向力和切向力分析表现不错.而轴向力方面的分析文献较少.通过理论分析及电磁仿真，确认了轴向力的大致范围.(3)参考感应电机的措施，采用转子对称斜极的方式，可大幅削减轴向力，通过实际样品测试，达到了较好的噪声改善的效果.参考文献:[1]陈永校，诸自强，应善成.电机噪声的分析和控制[M].浙江:浙江大学出版社，1987:17－18.[2]霍向飞，李刚，李霞.合适的槽配合降低变频调速电动机电磁噪音[J].电机技术.2012，2:5－8.[3]Aleksandr S.Nagorny，Narajan V.Dravid，Ralph H.Jansen，etc.Design Aspects of a High Speed Permanent Magnet SynchronousMotor/Generator for Flywheel Applications.NASA/TM－2005－ 213651，7.[4]何思源，符敏利，杨金霞.定子斜槽对永磁电机轴承的影响[J].大功率变流技术.2012，2:59－62.。

基于扩频原理的永磁同步电机系统开关噪音抑制策略

基于扩频原理的永磁同步电机系统开关噪音抑制策略1. 引言1.1 背景介绍永磁同步电机是一种在现代工业中广泛应用的电机类型，其具有高效率、高性能和响应速度快的特点。

随着电机功率的增加，其工作过程中会产生一定的开关噪音，这会影响到电机的稳定性和工作效率。

如何有效地抑制永磁同步电机系统的开关噪音成为了一个重要的研究课题。

在传统的永磁同步电机系统中，通常会采用PWM（脉冲宽度调制）技术来控制电机的转速和转矩。

由于PWM技术存在开关频率高、谐波多等特点，容易导致电机系统中产生较大的开关噪音。

为了解决这一问题，研究人员开始探索利用扩频原理来抑制电机系统中的开关噪音。

扩频原理是一种通过在信号中加入噪声来提高信号抗干扰能力的技术，可以有效地减小电机系统开关噪音的幅值。

本文旨在研究基于扩频原理的永磁同步电机系统开关噪音抑制策略，通过对永磁同步电机系统工作原理、扩频原理在电机系统中的应用、开关噪音产生原因分析、抑制策略探讨以及实验验证等方面的研究，为提高永磁同步电机系统的工作稳定性和效率提供参考。

1.2 问题提出在永磁同步电机系统中，开关噪音一直是一个困扰工程师和用户的重要问题。

随着电机系统在各种领域的广泛应用，开关噪音的产生和传播也成为了需要解决的重大挑战。

开关噪音主要是由于电机系统在运行过程中，电流和电压的突变引起的。

这种突变会导致电流和电压出现大幅度的波动，进而产生磁场的变化，使得磁性部件产生振动和噪音。

这不仅会影响电机系统的正常运行，还会对周围环境和用户造成不必要的干扰和危害。

如何有效地抑制永磁同步电机系统中的开关噪音，成为了一个迫切需要解决的问题。

本文将结合扩频原理，探讨开关噪音产生的原因和抑制策略，以期为工程师和研究人员提供一些有益的参考和指导。

通过实验验证，验证抑制策略的有效性和可行性，为电机系统的稳定运行和用户体验提供更好的保障。

2. 正文2.1 永磁同步电机系统工作原理永磁同步电机系统是一种利用永磁体产生磁场，与同步电机原理相结合的高效能电机系统。

科技成果——永磁同步电动机振动噪声抑制技术

科技成果——永磁同步电动机振动噪声抑制技术
技术开发单位沈阳工业大学
所属领域机械工程、电气工程、信息科学
成果简介
通过多年针对电磁振动理论、计算方法和测试技术的研究，获得了一整套电机振动噪声分析计算和抑制方法及计算软件。

采用解析法和有限元法计算电机的运动电磁场和电磁力分布，应用模态分析技术、瞬态振动响应计算和声场计算分析优化电机设计方案。

考虑了变频器供电时电流谐波对电机振动噪声的影响。

采用优化磁极结构、气隙磁密重构、谐波注入等措施实现了永磁同步电机振动噪声的抑制。

应用范围
可用于各种对电机振动噪声和转矩脉动有严格要求的场合。

可用
于潜艇、水面舰船、鱼雷、发电设备、新能源汽车、医疗器械、智能家电、工业自动化、办公自动化、机床、空调压缩机等行业。

技术特性
综合降噪设计可降低噪声13dB（A），转矩脉动小于2%-5%。

专利情况获国家发明和实用新型专利。

技术水平省级鉴定，评价为国际先进。

经济效益
低噪声电机产品应用场合极为广泛。

潜在的经济效益每年可达数千万。

合作方式
技术转让、技术咨询、技术开发、技术服务、技术入股、合资合作等。

有关永磁直流微型电机的噪声分析和抑制

１、转子不平衡产生的噪声与控制如果一个电机转子（包括上面的绕组）的质量分布是均匀的，制造与安装时
电机的噪声是由振动产生的，有固有因素和人为因素两种情况，固有因素主要是额定功率和额定转速，而人为因素主要体现在工艺方法和零部件加工质量等方面，尤其是手工含量较大的小型企业，其产品一致性差，超差零件装入电机，导致噪声指标超出限值。电刷、换向器、转子、轴承等零件的精度及装配水平
的磁力线中心位置设计不合理。 ⑦电机在运转中受到轴向外力的作用－ ④电机
内风路产生的轴向反作用力， ④电机安装水平不符合标准。有时是这四种作用
力同时作用的结果。
对于电机轴向窜动，可在设计电机尺寸链时有意使定、转子的磁力线中心
偏移一定的尺寸，对转子形成一个偏向轴伸端或轴后端的初始预拉力，初始预拉力的大小与定、转子的磁力线中心偏移尺寸大小有关，经过实践验证，本方法
根据上述产生电磁噪声的原因，我们可采用下列方法降低电磁噪声。
①尽量采用正弦绕组，减少谐波成份ｌ
②选择适当的气隙磁密，不应太高，但过低又会影响材料的利用率；
③选择合适的槽配合，避免出现低次力波， ④采用转子斜槽， ④ 定、转子磁路对称均匀，迭压紧密， ⑥定、转子加工与装配，应注意它们的圆度和同轴度， ⑦将磁瓦做成偏心，采用不均匀气形成气隙，产生正弦波的磁场。
＝永磁Ｉ滤徽翟电机噪声的分类
引起电机噪声的种类很多．也比较复杂。根据电机噪声产生的不同方式．大

211104886_Halbach结构永磁电机的电磁振动与噪声分析

电气传动2023年第53卷第4期ELECTRIC DRIVE 2023Vol.53No.4摘要：针对转子为Halbach 结构的永磁电机进行额定功率下的电磁振动和噪声分析，建立了永磁电机径向力波的解析表达式，并分析了引起振动和噪声的两类主要力波，通过解析法确定了电机的主要噪声源。

为了表征Halbach 结构电机的电机特点及其振动噪声性能，比较了Halbach 结构和普通径向充磁结构的两台电机，针对这两台电机分别进行气隙磁密的分析，以及振动和噪声的比较。

对比分析结果表明，Halbach 结构的永磁电机转子轭部更薄，重量更轻，气隙磁密正弦度更高。

但由于径向气隙磁密3次谐波含量的不同，Halbach 结构永磁电机的主要激振频率下的振动加速度幅值相比传统径向充磁结构的永磁电机高出9.56%，总声压级高出0.65dB 。

分析结果为机泵一体化装备的电机选择和设计提供了研究基础。

关键词：Halbach 结构充磁；传统径向充磁；永磁同步电机；振动；噪声中图分类号：TM351文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.dqcd23510Electromagnetic Vibration and Noise Analysis of Halbach Permanent Magnet MotorLU Xihao ，QIAO Mingzhong ，ZHANG Chi（College of Electrical Engineering ，Naval Engineering University ，Wuhan 430000，Hubei ，China ）Abstract:In view of the electromagnetic vibration and noise analysis of permanent magnet motor with Halbach structure at rated power ，the analytical expression of radial force wave of permanent magnet motor was established ，and two kinds of main force waves which cause vibration and noise were analyzed.The main noise sources of the motor were determined by analytic method.In order to characterize the motor characteristics of the Halbach structure motor and its vibration and noise performance ，two motors of Halbach structure and common radial magnetization structure were compared.For these two motors ，the analysis of the air gap flux density and the comparison of vibration and noise were carried out.The comparative analysis results show that the permanent magnet motor rotor yoke of Halbach structure is thinner ，lighter ，and the air gap flux density is more sinusoidal.However ，due to the different third harmonic content of radial air gap flux density ，the vibration acceleration amplitude under main excitation frequency of Halbach permanent magnet motor are 9.56%higher than those of traditional radial magnetization permanent magnet motor ，and the total sound pressure level is 0.65dB higher.The analysis results provide a research foundation for the selection and design of the motor of the integrated pump-mechanical equipment.Key words:Halbach structure magnetization ；traditional radial magnetization ；permanent magnet synchronous motor ；vibration ；noise基金项目：国家自然科学基金（51877212）作者简介：卢希浩（1997—），男，硕士，Email ：*****************通讯作者：乔鸣忠（1971—），男，博士，教授，Email ：*********************Halbach 结构永磁电机的电磁振动与噪声分析卢希浩，乔鸣忠，张弛（海军工程大学电气工程学院，湖北武汉430000）液体泵是舰艇上的重要设备，现有的液体泵都是采用传统结构，电机通过传动轴带动泵叶转动，将液体输送出去。

永磁同步电动机振动和噪声抑制的研究

ｈａｓｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅｔｏｉｍｐｒｏｖｅｃｈａｒａｃｔｅｉｓｒｔｉｃｓｏｆｍｏｔｏｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＭＳＭ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｎｏｉｓｅ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ
ＴｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｎｏｉｓｅｏｆＰＭＳＭｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｌａａｎａｌｙｓｉｓｏｎｎｏｉｓｅ，ａｎｄ
关键词：永磁同步电机；振动；噪声；有限元分析
中图分类号：ＴＭ３５１；ＴＭ３４１文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ６８４８（２０１４）０３ — ００２０ — ０４
ＲｅｓｅａｒｃｈｆｏｒＳｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇＶｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄＮｏｉｓｅｏｆＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＭｏｔｏｒ
第４７卷第３期
２０１４年３月
Ｖｏ１．４７．Ｎｏ．３
Ｍａｒ．２０１４
永磁同步电动机振动和噪声抑制的研究
陈治宇，黄开胜，田燕飞，陈风凯
（广东工业大学，广州５１０００６）

电动车永磁同步电机电磁噪声测试分析3

电动车永磁同步电机电磁噪声测试分析康强2019.09内容1.引言：电驱噪音的现状和目标2.电机噪音的测试和分析3.电磁激励源的分析4.改善方案和建议⏹车身+底盘：●车身结构分布变化、声学包分布变化●底盘刚度增加、轮胎抗冲击要求增加●风噪／路噪问题凸显⏹动力总成：●动力总成从传统内燃机更换为电驱动系统，总噪声值变小●电机表现出高频尖叫声●减速器齿轮啸叫明显●动总悬置高频隔振能力差⏹附件电动化：●发动机掩蔽效应消失●电动空调压缩机噪声显现●继电器异响●水泵／真空泵等子系统噪声突出电动车由于动力总成改变，进排气取消，新增动力电池模块……，NVH 有了明显变化：电动车车内噪声变小，是否NVH 得到了改善？—Traditional vehicle —Electric vehicle4dB A⏹500-4000Hz的啸叫噪音主要由减速器齿轮阶次贡献⏹5000Hz以上的啸叫噪音主要由电机极数的阶次贡献Feature①Feature③Feature②⏹特征①：电磁激励噪声，其噪声主阶次成分为电机的极数和槽数有关。

+=⏹特征②：PWM载波频率，与逆变器开关频率的控制策略有关，逆变器将高压直流电转变为交流电时产生该噪声成分。

⏹特征③：电机结构共振产生的噪声。

电机的电磁激励噪声（包括开关频率噪声）频率高达4kHz以上，而人耳对1k-6kHz噪声非常敏感，即使电机噪声幅值降低到35dB(A)，仍然能被人耳感知到，从而引起抱怨。

更安静的电动车，对减速器NVH 有了更苛刻的要求：瞬间提速，瞬间大载荷NVH 重要度前移，更高的NVH 要求1st gear order2nd gear order大速比，高转速→ 齿轮阶次频率增大→ 齿轮变形风险增大相对于传统车，电动车的减速器齿轮传递更大的扭矩，更宽的工作转速范围，使得齿轮啮合啸叫噪声异常突出，并且更高的频率阶次也不容易被掩蔽。

8000.000.00HzDerived Frequency40.000.00d B (A )P a 1.000.00A m p l i t u d e30.0025.00F car1F car2F car3F car4F car5Fcar6☐最高频率至8000Hz ，车内电机阶次目标为低于30dB(A)，人很难感觉到；☐全负荷工况电机本体噪音在额定转速处有一个拐点。

矿产

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

矿产