首先,利用麦克斯韦张量法推导了电磁力的解析模型,基于解析模型分析了8极48槽、8极36槽、6极36槽3种槽极数配合的新能源汽车用永磁电机电磁力的空间阶次和频率特征;其次,利用有限元法对定子铁心的模态进行了分析;同时,在半消声室内分别对上述3种槽极数配合的永磁电机在额定外特性匀加速工况下进行了噪声测试,并利用快速傅里叶变换得出了 3 种电机噪声的频谱图; 最后,综合电磁力空间阶次、频率特征以及定子铁心的模态对测试结果进行了分析。分析结果揭示了 3 种槽极数配合对永磁电机噪声水平的影响以及不同槽极数配合电机电磁噪声的抑制方法。
得出结论:
(1)对于 8 极 48 槽、6 极 36 槽的整数槽电机,电磁力空间阶次最小为极数,分别为 8 阶和 6 阶; 对 8 极 36 槽的分数槽电机,出现了比极数更低的阶次 4 阶。
(2)由于电机径向位移与电磁力空间阶次的四次方成反比,8 极 48 槽和 6 极 36 槽电机的槽极数配合产生的径向力的最小阶次为 8 阶和 6 阶,不会产生明显的噪声问题。对于这两种电机需要综合考虑定子、转子结构优化来降低电机噪声问题。与 8 极 48 槽、6 极 36 槽电机相比,8 阶 36 槽电机由于存在最小的 4 阶电磁力,噪声较高。优化定子槽参数是减小 32 倍频噪声的重要手段。
( 3) 在 8 极 48 槽、8 极 36 槽、6 极 36 槽 3 款电机中,随着最小电磁力空间阶次的升高,突出噪声出现的频率逐渐升高,而噪声能量会减低。槽极数配合的合理选择可以显著减低低频的阶次噪声。
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