一种用于降低永磁同步电机噪音的电磁仿真方法及电机技术

本发明专利技术公开了一种用于降低永磁同步电机噪音的电磁仿真方法，包括以下步骤：S10在永磁同步电机模型中输入参数设置；S20计算运动方程；S30第一次运行电磁仿真得到定子磁链、转子磁链、定子电流与转子电流的仿真结果；S40判断永磁同步电机是否发生动态偏心；S50将S20中的仿真结果进行dq转换；S60依据定转子磁链方程，计算电机电感值；S70将结果输出到指定文件，同时监测永磁同步电机的噪音曲线；S80将计算所得参数输入仿真模型，再次运行电磁仿真。与现有的技术相比，本发明专利技术具有如下优点：通过弧状凸部和气隙辅助凹槽可有效消除奇次谐波的影响，减少电磁噪音的产生，降低电机损耗，提高电机效率。机效率。机效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于降低永磁同步电机噪音的电磁仿真方法及电机


[0001]本专利技术涉及永磁同步电机
，特别是涉及一种用于降低永磁同步电机噪音的电磁仿真方法及电机。

技术介绍

[0002]在各类驱动电机中，永磁同步电机能量密度高，效率高、体积小、惯性低、响应快，有很好的应用前景。其加工容易、容错性能好等一系列优点，近几年在新能源汽车领域有着压倒性的市场占有率。定子和转子是永磁同步电机最基本的组成结构。其中，定子由绝缘铜线绕制而成，转子包含永磁体建立电机的主磁场。
[0003]然而永磁同步电机在实际运行中产生较大噪音。经分析电机噪音源包括机械噪音与电磁噪音，机械噪音主要是由轴承等机械部件的振动以及电机本身的模态问题引起；电磁噪音主要是由电机内部径向力波的频率引起的，径向力波的频率又与转子的偏心、气隙长度以及电机自身变频的供电方式产生的谐波有关。其中，电磁噪音占据主要部分。目前现有的内置式永磁同步电机多采用均匀气隙的结构形式，该类的永磁体磁密波形呈梯形波分布，含有丰富的谐波分量，这会导致附加的震动噪声的产生。同时增加电机损耗影响电机效率，导致电机效率降低。因此目前需要一种用于永磁同步电机的电磁仿真方法用以调节低电磁噪音永磁同步电机定转子，从而实现低噪音高转速的高性能永磁同步电机。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服了现有技术的问题，提供了一种用于降低永磁同步电机噪音的电磁仿真方法及电机。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下方案：
[0006]一种用于降低永磁同步电机噪音的电磁仿真方法，包括以下步骤：
[0007]S10在永磁同步电机模型中输入参数设置，参数包括定子电压参数、转子电流参数、转子气隙长度参数、转子弧部参数、和定子轭部参数；
[0008]S20计算运动方程，根据电磁功率和机械功率求转子转速和角度，并分析电磁功率的误差用来判断是否需要迭代；
[0009]S30第一次运行电磁仿真得到定子磁链、转子磁链、定子电流与转子电流的仿真结果；
[0010]S40判断永磁同步电机是否发生动态偏心，作出探测线圈的电压时间历程ui波形图，若ui波形相同相位不同且存在极对数个不等的极大值则存在动态偏心故障，否则无动态偏心故障；
[0011]S50将S20中的仿真结果进行dq转换；
[0012]S60依据定转子磁链方程，计算电机电感值，电机电感值确定后，即可依据转子磁链方程计算工作点相对应的转子电流值；
[0013]S70将结果输出到指定文件，同时监测永磁同步电机的噪音曲线，对永磁同步电机
的噪音波动进行判断；
[0014]S80将计算所得参数输入仿真模型，再次运行电磁仿真，即可得到在某一特定工作点的永磁同步电机的电磁仿真结果。
[0015]一种低噪音的高转速永磁同步电机，包括：
[0016]转子冲片，转子冲片中间位置设有轴孔，转子冲片从内到外依次中心阵列有多个连接孔和磁钢孔，转子冲片四周设有多个弧状凸部，弧状凸部关于转子冲片中心阵列设于转子冲片边缘，弧状凸部之间设有气隙辅助凹槽；
[0017]定子冲片，定子冲片包括定子轭部和梯形定子齿部，定子齿部由定子轭部的内侧周部沿径向向内延伸形成，定子冲片轭部外侧设有工艺槽。
[0018]进一步的，气隙辅助凹槽在转子冲片上均匀间隔设置，气隙辅助凹槽于弧状凸部数量之比为1:2。
[0019]进一步的，弧状凸部数量为m，磁钢孔数量为n，m＝n＝8。
[0020]进一步的，磁钢孔包括相互接通的矩形部和设于矩形部两侧的第一弧形延伸部、第二弧形延伸部，第一弧形延伸部和第二弧形延伸部相对于矩形部中心线对称，矩形部长轴为8.50mm
‑
8.56mm，矩形部短轴为2.27mm
‑
2.33mm。
[0021]进一步的，转子冲片外切圆直径为41.2mm
‑
41.22mm，磁钢孔所成八边形的外切圆直接为40.11mm，磁钢孔相对之间距离为34.1mm
‑
34.13mm。
[0022]进一步的，工艺槽包括第一工艺槽和第二工艺槽，第一工艺槽数量为3个，第一工艺槽两两所对圆心角为120
°
，第二工艺槽数量为1个，第二工艺槽设于第一工艺槽一侧，第二工艺槽与相邻的第一工艺槽所对圆心角为30
°
。
[0023]进一步的，转子冲片和定子冲片的叠压系数均大于等于0.97，转子冲片和定子冲片的冲片毛刺均不大于0.04mm。
[0024]与现有的技术相比，本专利技术具有如下优点：通过该永磁同步电机的电磁仿真方法可实现低噪音高转速的高性能永磁同步电机。该永磁同步电机的转子冲片四周设有多个弧状凸部，弧状凸部关于转子冲片中心阵列设于转子冲片边缘，弧状凸部之间还设有气隙辅助凹槽。通过弧状凸部和气隙辅助凹槽可有效消除奇次谐波的影响，减少电磁噪音的产生，降低电机损耗，提高电机效率。
附图说明
[0025]下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
[0026]图1是本专利技术的一种用于降低永磁同步电机噪音的电磁仿真方法的流程图。
[0027]图2是本专利技术的一种低噪音的高转速永磁同步电机的定子结构示意图。
[0028]图3是本专利技术的一种低噪音的高转速永磁同步电机的转子结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0030]实施例一
[0031]如图1所示，一种用于降低永磁同步电机噪音的电磁仿真方法，包括以下步骤：
[0032]S10在永磁同步电机模型中输入参数设置，参数包括定子电压参数、转子电流参数、转子气隙长度参数、转子弧部参数、和定子轭部参数；
[0033]S20计算运动方程，根据电磁功率和机械功率求转子转速和角度，并分析电磁功率的误差用来判断是否需要迭代；
[0034]S30第一次运行电磁仿真得到定子磁链、转子磁链、定子电流与转子电流的仿真结果；
[0035]S40判断永磁同步电机是否发生动态偏心，作出探测线圈的电压时间历程ui波形图，若ui波形相同相位不同且存在极对数个不等的极大值则存在动态偏心故障，否则无动态偏心故障；
[0036]S50将S20中的仿真结果进行dq转换；
[0037]S60依据定转子磁链方程，计算电机电感值，电机电感值确定后，即可依据转子磁链方程计算工作点相对应的转子电流值；
[0038]S70将结果输出到指定文件，同时监测永磁同步电机的噪音曲线，对永磁同步电机的噪音波动进行判断；
[0039]S80将计算所得参数输入仿真模型，再次运行电磁仿真，即可得到在某一特定工作点的永磁同步电机的电磁仿真结果。
[0040]如图2和3所示，一种低噪音的高转速永磁同步电机，包括：
[0041]转子冲片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于降低永磁同步电机噪音的电磁仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：S10在永磁同步电机模型中输入参数设置，所述参数包括定子电压参数、转子电流参数、转子气隙长度参数、转子弧部参数、和定子轭部参数；S20计算运动方程，根据电磁功率和机械功率求转子转速和角度，并分析电磁功率的误差用来判断是否需要迭代；S30第一次运行电磁仿真得到定子磁链、转子磁链、定子电流与转子电流的仿真结果；S40判断永磁同步电机是否发生动态偏心，作出探测线圈的电压时间历程ui波形图，若ui波形相同相位不同且存在极对数个不等的极大值则存在动态偏心故障，否则无动态偏心故障；S50将S20中的仿真结果进行dq转换；S60依据定转子磁链方程，计算电机电感值，所述电机电感值确定后，即可依据转子磁链方程计算工作点相对应的转子电流值；S70将结果输出到指定文件，同时监测永磁同步电机的噪音曲线，对永磁同步电机的噪音波动进行判断；S80将计算所得参数输入仿真模型，再次运行电磁仿真，即可得到在某一特定工作点的永磁同步电机的电磁仿真结果。2.一种低噪音的高转速永磁同步电机，其特征在于，包括：转子冲片，所述转子冲片中间位置设有轴孔，所述转子冲片从内到外依次中心阵列有多个连接孔和磁钢孔，所述转子冲片四周设有多个弧状凸部，所述弧状凸部关于所述转子冲片中心阵列设于所述转子冲片边缘，所述弧状凸部之间设有气隙辅助凹槽；定子冲片，定子冲片包括定子轭部和梯形定子齿部，所述定子齿部由所述定子轭部的内侧周部沿径向向内延伸形成，所述定子冲片轭部外侧设有工艺槽。3.根据权利要求2所述的一种低噪音的高转速永磁同步电机，其特征在于，所述气隙辅助凹槽在...

【专利技术属性】
技术研发人员：周刚，
申请(专利权)人：珠海汉达电机制造有限公司，
类型：发明
国别省市：