9.永磁同步电机的振动与噪音08解析
电机振动噪音的原因及解决措施
电机振动噪音的原因及解决措施姓名：XXX部门：XXX日期：XXX电机振动噪音的原因及解决措施电机振动噪音的原因及解决措施一般评估电动机的品质除了运转时之各特性外，以人之五感判断电机振动及电机振动噪音的情形较多。
而电动机产生的电机振动电机振动噪音，主要有：1、机械电机振动电机振动噪音，为转子的不平衡重量，产生相当转数的电机振动。
2、电动机轴承的转动，正常的情形产生自然音，精密小型电动机或高速电动机情形以外，几乎不会有问题。
但轴承自然的电机振动与电动机构成部材料的共振，轴承的轴方向弹簧常数使转子的轴方向电机振动，润滑不良产生摩擦音等问题产生。
3、电刷滑动，具有电刷的DC电动机或整流子电动机，会产生电刷的电机振动噪音。
4、流体电机振动噪音，风扇或转子引起通风电机振动噪音对电动机很难避免，很多情形左右电动机整体的电机振动噪音，除风扇的叶片或铁心的齿引起气笛音外，也有必要注意通风上的共鸣。
5、电磁的电机振动噪音，为磁路的不平衡或不平衡磁力及气隙的电磁力波产生之电机振动噪音，又磁通密度饱和或气隙偏心引起磁的电机振动噪音。
一、机械性电机振动的产生原因与对策1、转子的不平衡电机振动A、原因：·制造时的残留不平衡。
第 2 页共 8 页·长期间运转产生尘埃的多量附着。
·运转时热应力引起轴弯曲。
·转子配件的热位移引起不平衡载重。
·转子配件的离心力引起变形或偏心。
·外力（皮带、齿轮、直结不良等）引起轴弯曲。
·轴承的装置不良（轴的精度或锁紧）引起轴弯曲或轴承的内部变形。
B、对策：·抑制转子不平衡量。
·维护到容许不平衡量以内。
·轴与铁心过度紧配的改善。
·对热膨胀的异方性，设计改善。
·强度设计或装配的改善。
·轴强度设计的修正，轴联结器的种类变更以及直结对中心的修正。
·轴承端面与轴附段部或锁紧螺帽的防止偏靠。
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。
电机的震动与噪音
电机的振动及噪音一般评估电动机的品质除了运转时之各特性外，以人之五感判断振动及噪音的情形较多。
而电动机产生的振动噪音，主要有：1、机械振动噪音，为转子的不平衡重量，产生相当转数的振动。
2、电动机轴承的转动，正常的情形产生自然音，精密小型电动机或高速电动机情形以外，几乎不会有问题。
但轴承自然的振动与电动机构成部材料的共振，轴承的轴方向弹簧常数使转子的轴方向振动，润滑不良产生摩擦音等问题产生。
3、电刷滑动，具有电刷的DC电动机或整流子电动机，会产生电刷的噪音。
4、流体噪音，风扇或转子引起通风噪音对电动机很难避免，很多情形左右电动机整体的噪音，除风扇的叶片或铁心的齿引起气笛音外，也有必要注意通风上的共鸣。
5、电磁的噪音，为磁路的不平衡或不平衡磁力及气隙的电磁力波产生之噪音，又磁通密度饱和或气隙偏心引起磁的噪音。
一、机械性振动的产生原因与对策1、转子的不平衡振动A、原因：．制造时的残留不平衡。
．长期间运转产生尘埃的多量附着。
．运转时热应力引起轴弯曲。
．转子配件的热位移引起不平衡载重。
．转子配件的离心力引起变形或偏心。
．外力（皮带、齿轮、直结不良等）引起轴弯曲。
．轴承的装置不良（轴的精度或锁紧）引起轴弯曲或轴承的内部变形。
B、对策：．抑制转子不平衡量。
．维护到容许不平衡量以内。
．轴与铁心过度紧配的改善。
．对热膨胀的异方性，设计改善。
．强度设计或装配的改善。
．轴强度设计的修正，轴联结器的种类变更以及直结对中心的修正。
．轴承端面与轴附段部或锁紧螺帽的防止偏靠。
2、轴承之异常振动与噪音A、原因：．轴承内部的伤。
．轴承的轴方向异常振动，轴方向弹簧常数与转子质量组成振动系统的激振。
．摩擦音：圆柱滚动轴承或大径高速滚珠轴承产生润滑不良与轴承间隙起因。
B、对策：．轴承的替换。
．适当轴方向弹簧预压给轴承间隙的变动。
．选择软的滑脂或低温性优秀的滑脂，残留间隙使小(须注意温升问题)。
3、电刷滑动音A、原因：．整流子与电刷的滑动时的振动电刷保持器激振产生B、对策：．握刷的弹性支持、选择电刷材质与形状、抑制侧压引起的电刷振动及提高整流子的精度等。
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。
车用永磁同步电机振动噪声研究概述
10.16638/ki.1671-7988.2019.16.095车用永磁同步电机振动噪声研究概述刘鹏，杨季旺，杜宪峰（辽宁工业大学，辽宁锦州121000）摘要：永磁同步电机（PMSM）具有易控制、环保节能等优势，从而被广泛的应用于电动汽车。
文章的目的在于总结永磁同步电机振动噪声的现有研究方法，探索造成电车PMSM振动噪声的主要原因和影响阐述现阶段人们总结出的减振降噪的优化方案，为后续解决永磁同步电机振动噪声影响奠定基础。
关键字：永磁同步电机；减振降噪中图分类号：TB533 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)16-261-03Overview Of Vibration And Noise Research Of Permanent Magnet SynchronousMotors For VehiclesLiu Peng, Yang Jiwang, Du Xianfeng( Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121000 )Abstract: Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) has the advantages of easy control, environmental protection and energy saving, and has been widely used in electric vehicles. The purpose of this paper is to summarize the existing research methods of vibration and noise of permanent magnet synchronous motor, to explore the main cause and influence of vibration and noise of tram PMSM. Explain the optimization scheme of vibration and noise reduction summarized by people at this stage, and solve the permanent magnet synchronous motor for follow-up the vibration noise effect lay the foundation.Keywords: Permanent magnet synchronous motor; Vibration and noise reductionCLC NO.: TB533 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)16-261-03引言永磁同步电机具有发热小，功率效率高，噪声低等特点，极限转速和制动特性也比较优良，是以被作为优选广泛应用于泵，风扇和电动车等。
永磁同步电机制造考核试卷
3.请详细说明永磁同步电机在运行过程中可能出现的几种常见故障，并分析这些故障产生的原因。
4.讨论在永磁同步电机的设计和制造过程中，如何优化电机以提高其效率和功率因数。
标准答案
一、单项选择题
1. A
2. B
3. B
7.永磁同步电机在长时间低负载运行后，可能会出现失磁现象。（√）
8.永磁同步电机的转子结构对电机的振动和噪音有很大影响。（√）
9.永磁同步电机的保护措施只需要考虑过载保护和短路保护。（）
10.永磁同步电机在任何情况下都不需要维护。（）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请简述永磁同步电机的工作原理，并说明其相比传统异步电机的优势。
C.降低磁化电流的大小
D.增加磁化过程中的温度
16.永磁同步电机的转子中，哪种结构可以有效减少齿槽转矩？()
A.开槽式转子
B.满磁式转子
C.分段式转子
D.隐槽式转子
17.在永磁同步电机的运行中，以下哪种现象不是由电机的反电动势引起的？()
A.电机转速的波动
B.电机的温升
C.电机的噪声
D.电流波形失真
1.永磁同步电机的转速与电源频率成正比关系。（）
2.永磁同步电机在制造过程中，永磁体的磁化方向可以不一致。（）
3.永磁同步电机的转矩与电流成正比。（）
4.在永磁同步电机中，增加永磁体的数量可以提高电机的效率。（）
5.永磁同步电机不需要进行冷却，因为其发热量很小。（）
6.永磁同步电机在运行中，可以通过减少负载来降低电机的温升。（）
A.永磁材料的性能
B.转子与定子的配合精度
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。
永磁无刷直流电动机电磁振动与噪声分析
永磁无刷直流电动机电磁振动与噪声分析【摘要】永磁无刷直流电动机设备运行过程中发生的噪声问题，通常会引致永磁无刷直流电动机设备呈现出疲劳运转状态，缩短永磁无刷直流电动机设备的使用寿命持续时间，给人民群众的日常化生活实践过程，造成显著不良影响。
文章将会围绕永磁无刷直流电动机电磁振动与噪声，展开简要的阐释分析。
【关键词】永磁无刷直流电动机；电磁振动；噪声；研究分析0引言作为改善提升国家层级社会生产力总体水平，以及运作发展高端技术设备制造行业领域的关键性前提条件，持续深入推进实施围绕能耗水平相对较低，以及运行效率相对较高的电机设备的研究探索工作历程，已然成为社会主义国家未来各项长期建设发展事业，以及科学技术进步历程中的必然趋势。
通常使用的驱动电机技术设备的基本特点，在于其内部组成结构相对简单，运行使用过程经济成本支出水平相对低廉。
然而，伴随着时代背景持续变迁，传统发展阶段已经得到推广普及运用的感应电机设备、自励磁电机设备和开关磁阻电机设备等，基于运行使用过程总体效率层面已然无法契合满足客观实际需求，逐渐被技术性能表现状态更加优越，以及运行功率密度相对更大的永磁电机设备予以替代。
1永磁无刷直流电动机振动噪声理论基础1.1电机结构及原理论述1.1.1永磁无刷直流电动机结构组成永磁无刷直流电动机设备在其内部组成结构方面，选择使用电力电子技术组件和控制电路技术结构，支持其各项运行技术性能均得到较大幅度的改善。
（1）永磁无刷直流电动机设备的本体结构组成部分。
与传统化永磁无刷直流电动机设备在内部组成结构层面具备类似性，基于定子槽技术结构内部接入三相电枢绕组技术结构与开关控制电路技术结构相互连接，继而指向换相方面推进开展控制技术环节；转子技术组件上安装配置有提供主磁场技术环境的高性能磁钢材料。
（2）转子位置传感器技术组件。
转子位置传感器技术组件发挥的主要作用，在于实时动态获取转子永磁体技术组件相对于定子铁芯技术组件的位置信息，且将其视作技术信号具体发送给开关控制电路技术结构，继而配合完成换相技术过程。
电机噪音及振动分析
电动机的噪声和振动电机类2007-06-18 22:02:51 阅读140 评论0 字号：大中小订阅通常电动机的噪声和振动是同时发生的。
电动机噪声包括通风噪声、电磁噪声和机械振动噪声。
由于电动机修理操作不当。
造成电机修理后的噪声和振动增大。
原因如下：电机修理后的噪声和振动增大引起原因一、机械方面引起：1、转子固定键未拧紧，有松动现象。
2、未做风扇静平衡，或做的精度不够。
3、转子不平蘅，未做静、动平衡检查。
4、定、转子铁心变形。
5、转轴弯曲，定、转子相擦。
6、地脚固定不稳，安装不正，不牢固。
7、铁心及铁心齿压板松动。
8、零部件加工不同心，装配公差不合理。
9、电动机组装和安装质量不好。
10、端盖、轴承盖螺丝未拧紧，或装偏。
二、电磁方面引起的：1、三相绕组不平蘅。
2、绕组有短路或断路故障。
3、电刷接触不好，压力过大、过小。
刷质不合要求。
4、断笼或端环开裂，松动。
5、改极时，定、转子槽数配合不适合。
6、集电环的短接片与短路环接触不稳定。
7、电源供电质量不好，三相不平蘅，有高次谐波等等。
三、风方面引起：1、风扇有缺陷或损坏，如掉叶、变形、风扇不平衡产生噪声合振动。
2、风扇在轴上固定不牢固。
3、风罩与风叶之间的间隙不合适，过小或偏斜。
4、风路局部堵塞。
三种噪声简易鉴别方法一、通风噪声鉴别法：1、去掉风扇或堵住风口，让电机在无通风气流情况下运转，这时如果电动机噪声消失或显著减弱，则说明是通风噪声引起的。
2、变测量噪声的位置进行鉴别，因为以通风噪声为主的电动机，在电动机进口处和风扇附近处噪声最强。
3、磁噪声和机械噪声有时不稳定，时高时低，而通风噪声通常是稳定的。
4、用外径和型式不同的风扇，在不同转速下试运转，如果电动机噪声有明显差别，则说明电动机噪声主要是通风噪声引起的。
5、械噪声或电磁噪声较大的电动机，往往振动也大，但通风噪声与电动机振动关系不大。
二、机械噪声鉴别法：1、机械噪声与外施电压大小和负载电流无关。
永磁同步电机发出噪声怎么回事
永磁同步电机发出噪声怎么回事永磁同步电机发出噪声怎么回事。
永磁同步电机由于其高功率密度和高效率的特点得到了越来越广泛的应用，尤其是加工容易、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，因此，分析该类电机的噪声问题成为电动车Benchmark测试中一项重要的工作，而小编对永磁同步电机的噪声源分布也极为感兴趣，今天就带着大家来一探究竟。
对于永磁同步电机（以下简称电机）的噪声来说，无非是以下两类：1、机械噪声转子转动不平衡、轴承等因素造成；2、电磁噪声定子内表面的电磁力，转子偏心及电流谐波等因素造成。
下面以一个6极9槽永磁同步电机为例，逐步解析其噪声源。
噪声测试点布置在离电机中心正上方35cm处，采集加速工况的过程如下：先将电机稳定在1500r/min，然后匀加速上升至5000r/min，测得如下阶次图。
根据上图，可将其主要的噪声分为以下5类（图中数字与下列噪声序号对应），然后就由两位噪声源大哥来认领各自的兄弟了。
1) 分数阶噪声：幅值比较大的包括3.2和4.8阶噪声；2) 6、12、18、24、30、36、42、48、54、60、66、72和78阶噪声；3) 7、8、17、19、20、35、37、38和43阶噪声；4) 以开关频率（9000Hz）为中心的阶次噪声，主要有：（k=1、2、3和4）5) 共振噪声：比较明显的共振区域分三段：1180~1389Hz、2411~2822Hz和3200~3425Hz。
下面就通过分析将上述五种噪声进行来源归类。
机械噪声直观想，电机内部的滚动轴承是机械噪声源之一。
上图中轴承常见的阶次噪声包括外圈的通过频率，表征滚珠通过内滚道时产生的冲击特征，通常由以下公式表达（以下公式省略一万字…）总而言之，根据电机所用轴承属性，计算得到对应的外圈通过频率为4.8阶和3.2阶，因此，第①类噪声属滚动轴承阶次噪声。
再者，能看到上述第⑤类噪声，表现为频率区间，显然是由其他阶次噪声对应的激励频率与结构模态频率靠近而引起的共振辐射的噪声，能量较高，占电机噪声的主导。
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3. 6月1日前交 题目： 1 新型永磁电机介绍 2 新型永磁同步电机控制策略介绍
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
一、振动与噪音机理
转子磁势：
Fr ( , t ) Frk cos[kp( 0 t )]
k
k— 永磁磁动势谐波次数，k=1,2,3,….； p— 极对数； θ0— 转子在定子圆周角坐标系中的角坐标； Ω — 转子转速； Frk— 转子磁动势次谐波幅值。
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
• 虚位移方法求取TC
1 2 W F dG 2
例：
2P Z C
8 9
8 12
TC＝
W ＝ T cos
min
1 2 72 48
• 最低次数υmin－每周磁能状态重复次数
min
2PZ C
C— 2P 和Z的最大公约数 • 幅值－决定于磁势平方F2和磁导G的υ次幅值乘积
20ms/格
100mv/格
(c) T=9 N•m，n162rpm
小电机
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
四、正弦波无刷直流电机力矩波动与噪音
正弦波驱动 • 理想情况
2 2 e sin sin( ) sin( ) 3 3
力矩波动
方波驱动器 正弦波驱动器
Tr
Tr 10% TN
Tr
Tr 2% TN
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
五、抑制措施
• • • • • • • • • • 定子斜槽或者转子斜磁极 减少定子槽开口宽度 定子齿开槽 分数槽 改变极弧宽度 磁极不规则放置 改变磁钢磁化方向 无槽结构 无铁芯绕组 降低气隙磁通密度。
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
一、振动与噪音机理
电磁噪音测试最常用的鉴别方法是：
一、突然断电法。 二、测振法。 三、混合变频判断法。所谓混合变频法是指利用相关仪器辅助 人耳鉴别噪音。混合变频鉴别法的辅助设备为一套可变频音响 设备。鉴别时，首先测试电机在恒电压恒转速时的噪音频谱， 记录幅值较大的频段，令变频音响设备在这些频段上发出激励 声源，根据同频声波幅值叠加原理，当激励声源与噪音相应频 谱成分接近或一致时，人耳会感觉到噪音被加强。
i
1
2 2 sin sin( ) sin( ) 3 3
e
3 i 2
--无波动力矩
• 存在电流偏差Δ 时
i
1
2 2 sin a sin( ) b sin( ) c 3 3
交流永磁同步电机理论
§9 永磁同步电机的振动与噪音
微特电机与控制研究所
目录
一、 振动与噪音机理
二、定位力矩与噪音 三、方波无刷直流电机力矩波动与噪音 四、正弦波无刷直流电机力矩波动与噪音 五、抑制措施
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
一、振动与噪音机理
人耳听觉的声波频率范围大约为20Hz~20kHz， 1、电磁噪音
3 2m
[ I m1 ( Em13 Em11 ) I m5 ( Em17 Em7 ) I m7 ( Em19 Em5 ) ]
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
三、方波无刷直流电机力矩波动与噪音
0
0
2
4
Tem/(N.m)
6
8
1.0
1.2
72
144
216 电角度/（°）
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
定 位 力 矩 抑 制 措 施
五、抑制措施 方波驱动器
Tr比正弦驱动的要大 原因：电势平顶部分小及电感的存在
• 减小Tr的措施 加大电势平顶宽度 电流反馈 正弦波驱动
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
五、抑制措施
超前角控制
2 2 Tr a sin b sin( ) c sin( ) 3 3
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
四、正弦波无刷直流电机力矩波动与噪音
存在幅值偏差Δ i
2 Tr i sin 2 3
2 Tr i 3
ea (t ) ~ Em1 sin t Em3 sin 3t Em5 sin 5t Em7 sin 7t
ia (t ) ~ I m1 sin t I m5 sin 5t I m7 sin 7t
得到
Tem ~ Tem0 T6 sin 6t T12 sin 12t T18 sin 18t
一、振动与噪音机理
定子磁势：
Fs ( , t ) Fs cos[ p(1 ) 1t ]
Fsv— 定子磁动势次谐波幅值； v — 定子磁动势谐波次数； θ0 — 定子磁动势在圆周坐标系中角坐标； ω1— 电流基波角频率； η— 电流谐波次数。
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
二、定位力矩
缺陷磁路的齿槽力矩 • 转子有缺陷导致Z次定位力矩 •定子有缺陷导致2P次定位力矩
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
二、定位力矩
样机的定位力矩分析
min
2PZ C
220rpm对应的 电流频率 Hz 36.6
极对数P 齿数Z 大电机 10 18
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
一、振动与噪音机理
气隙磁导：
0 cos z
其中 μ— 气隙磁导谐波次数， μ =1,2,3,……； Z— 槽数； Λ0— 磁导常量部分； Λ0 — 次谐波幅值； Φμ— 定子圆周角坐标系自变量。
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
288
360
力矩波动仿真图
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
三、方波无刷直流电机力矩波动与噪音
振动
大电机噪音与电流波形 –120rpm，10Nm
f=120Hz
噪音频率为电流频率的6倍
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
Current signal
Current signal
式中
Tem0
Tem6
3 2m
3 2m
[ Em1I m1 Em5 I m5 Em7 I m7 Em11 I m11 ]
[ I m1 ( Em7 Em5 ) I m5 ( Em11 Em1 ) I m7 ( Em13 Em1 ) ]
Tem12
定位力矩
180 90
小电机
5
9
18.3
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
二、定位力矩
啸叫
小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90次
理想次数
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
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
1A/格
Noise signal
1A/格
Noise signal
100mv/格
20ms/格
100mv/格
P=5
(a)T=0，n=110rpm
Current signal
1A/格
20ms/格
（b）T=0.5 N•m，n=326rpm
Noise signal
（a）电流周期18次，噪音频率为165Hz。 （b） 电流周期6次，噪音频率为163Hz。 （c）电流周期12次，噪音频率为162Hz。
理想次数
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
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
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三、方波无刷直流电机力矩波动与噪音
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 ) 2 0
N , cos( t )
线反电势、电压、电流
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
五、抑制措施
正弦波驱动 空载
9Nm
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
五、抑制措施 正弦波驱动器的抑制措施
磁场正弦化设计（不均匀气隙） 保证位置传感正弦化精度 电流反馈 提高电路的线性
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
控制器PWM；定位力 矩；力矩波动； 电机轴承；电机电刷； 转子不平衡。
2、机械噪音
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ空气动力噪音
交流永磁同步电机理论-§9 永磁同步电机的振动与噪音
对人的损害： 对神经系统有坏的影响；损害人的听觉。 ——在频率300一600赫兹区队80分贝响度级的噪声若每天 连续作用8小时，实际上不会引起对1000一2000赫兹言语频 率范围内的听觉丧失； ——在频率300一600赫兹区间，88至95分贝的噪声响度级 经过30年会引起对1000赫兹的听觉丧失8至13分贝，对2000 赫兹的听觉丧失13.5至19分贝； ——在频率1200一2400赫兹区间，73分贝的噪声响度圾经 过7年会引起对4000赫兹的听觉丧失5分贝，而83至88分贝的 响度级经过30年会引起对4000赫兹的听觉丧失 27至33分贝。