电机噪声的优化
优点

 
说明

        为混合动力汽车和电动汽车开发电动机面临许多挑战,需要从各种电机类型和配置中进行选择,并且评估所有可能性和风险。除了布置架构和控制策略实现效率最大化之外,更重要的是优化电机的噪声振动(NVH)。电动机往往会产生高频有调噪音,可以很恼人。降低电机噪音,例如电磁或机械产生的噪音,减速齿轮,辅件等产生的噪音,将会是主要工作内容。将电磁仿真和高端声学辐射分析结合在同一过程中,可以优化电机噪音,且保持电磁性能不变。
 
        结合测试和模拟,支持电动汽车和电机的制造商和供应商在整个设计周期内解决NVH挑战。为了计算电动机噪声,将电磁仿真得到的力施加到结构有限元模型(FEM)上,以计算电动机壳体上的振动。该结果用于使用高端声学模拟计算麦克风位置的声学响应。通过结合电磁,结构和声学仿真,可以有效地评估所有可能的设计修改对NVH的影响,从概念设计到控制策略和结构变化,再到集成或故障诊断。
 
典型的电机噪声优化项目包括以下阶段:

电磁仿真


        通过 2D 或 3D 电磁 FEM 软件计算电磁力。相电流作为转子角度,转速和转矩的函数,通过相电流可以计算出电流密度和磁通量。将它们结合一起转换成转子和定子之间的切向和径向力。
基于参考表和电机数据,例如惯性和损耗,建立基于系统的功能模型,用这个模型确定实际的电流,转速和转矩,这允许工程师设计对相电流的控制。

振声仿真

        转子和壳体结构的网格和装配。此时,重要的是在关键的频率段内,实现测试和仿真进行相关性分析,对模型更新和修正,以得到精确的系统动态特性。将电磁仿真得到的电磁力施加到3D装配模型上,计算电机壳体的振动。并形成声学辐射分析的边界条件,利用高级声学FEM技术,完成声辐射的仿真计算。

噪声优化

        根据仿真的结果可以深入了解噪声背后的原因并定义对策。把所有参数放在一起进行分析和平衡,实现对噪声优化,同时性能保持不变。可以对概念设计,控制策略或结构进行改进,以确保不使电磁力过大,激励起某些结构上的共振。