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
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
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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
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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。