永磁同步電機振動與噪聲產生的根源探

永磁同步電機的振動主要來自三個方面：空氣動力噪聲、機械振動和電磁振動?？諝鈩恿υ肼暿怯捎陔姍C內氣壓急劇變化和氣體與電機結構摩擦引起的。機械振動是由軸承周期性彈性形變、幾何形態缺陷和轉子軸不平衡引發的。電磁振動是由電磁激勵引發，氣隙磁場作用于定子鐵心，引發定子的徑向形變，傳遞至電機殼體并輻射噪聲。氣隙磁場的切向分量雖小，但會引起齒槽轉矩脈動和電機的振動。在推進用永磁同步電機中，電磁激勵是主要振動源。

在永磁同步電機的初期設計階段，通過建立振動響應模型，分析電磁激勵的性質和結構的動態特性，預測和評估振動噪聲水平，以及針對振動進行優化設計，可以減少振動噪聲，提高電機性能并縮短研制周期。

目前的研究進展可以總結為三個方面：

1電磁激勵的研究：電磁激勵是振動的根本原因，研究已經開始多年。早期的研究包括電機內電磁力的分布計算和徑向力的解析式推導。近年來，有限元仿真方法和數值分析得到廣泛應用，國內外學者研究了不同極槽配置對永磁同步電機齒槽轉矩的影響等。

2結構模態特性的研究：結構的模態特性與振動響應密切相關，尤其是當激勵頻率接近結構的固有頻率時，會發生共振。國內外學者通過實驗和仿真研究了電機定子系統的結構特性，包括影響模態頻率的因素如材料、彈性模量和結構參數等。

3電磁激勵下振動響應的研究：電機振動響應是電磁激勵作用在定子齒上引起的，研究者通過分析電磁力的時空分布，將電磁激勵加載至電機定子結構，得到了振動響應的數值計算和實驗結果。研究者還研究了殼體材料的阻尼系數對振動響應的影響。

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審核編輯 黃宇