CN110635598A - 一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法 - Google Patents

一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110635598A
CN110635598A CN201911021956.9A CN201911021956A CN110635598A CN 110635598 A CN110635598 A CN 110635598A CN 201911021956 A CN201911021956 A CN 201911021956A CN 110635598 A CN110635598 A CN 110635598A
Authority
CN
China
Prior art keywords
permanent magnet
motor
magnet synchronous
synchronous motor
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911021956.9A
Other languages
English (en)
Inventor
李晓华
汪月飞
何文丹
赵容健
吕舒艺
章李烽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai University of Electric Power
Shanghai Electric Power University
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
Shanghai Electric Power University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Electric Power University filed Critical Shanghai Electric Power University
Priority to CN201911021956.9A priority Critical patent/CN110635598A/zh
Publication of CN110635598A publication Critical patent/CN110635598A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02—Details
    • H02K21/021—Means for mechanical adjustment of the excitation flux
    • H02K21/028—Means for mechanical adjustment of the excitation flux by modifying the magnetic circuit within the field or the armature, e.g. by using shunts, by adjusting the magnets position, by vectorial combination of field or armature sections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，其包括:根据电动汽车用永磁同步电机气隙磁场正弦电流供电时状态，设定电动汽车用永磁同步电机内部电磁力波解析式；保证电机其他结构不变，采用“▽”型电机转子磁极结构来替代“V”型转子磁极结构，并进行优化；根据优化结果，利用有限元法对所述优化后的电机进行分析，验证对电机电磁振动抑制的有效性。本发明的有益效果：合理设计转子磁极结构，可以减少气隙磁场的谐波含量，有效抑制电机的电磁振动。

Description

一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制 方法
技术领域
本发明涉及电机设计与制造技术领域，特别是，涉及一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法。
背景技术
永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor，PMSM)因其具有效率高、功率密度高、调速范围宽等优点，已经在各个领域广泛应用，特别是一些驱动性能较高例如汽车、家用电器、医疗及航空航天领域，无一例外均采用永磁同步电机驱动，随着社会的发展，电机的噪声振动已成为衡量其质量的一项重要指标。目前绝大多数电动汽车的驱动电机都采用了PMSM，由于电动汽车用PMSM的本身结构及宽调速范围的运行要求，往往会造成比较大的振动噪声，破坏汽车乘坐的舒适性及行驶的安全性，因此分析引起电动汽车用PMSM电磁振动噪声的原因并采取相关抑制方法来降低电机的电磁振动显得尤为重要。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于电动汽车用永磁同步电机存在的振动的问题，提出了本发明。
因此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，通过改变电机转子磁极结构并进行优化，从而抑制永磁同步电机电磁振动。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，根据电动汽车用永磁同步电机气隙磁场正弦电流供电时状态，设定电动汽车用永磁同步电机内部电磁力波解析式；保证电机其他结构不变，采用“▽”型电机转子磁极结构来替代“V”型转子磁极结构，并进行优化；根据优化结果，利用有限元法对所述优化后的电机进行分析，验证对电机电磁振动抑制的有效性。
作为本发明所述基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法的一种优选方案，其中：在不考虑饱和与铁芯磁阻影响的情况下，所述电动汽车用永磁同步电机气隙磁场正弦电流供电时的气隙磁密的解析表达式为：
Figure BDA0002247496640000021
其中：b(θ,t)为径向气隙磁密，f(θ,t)为磁动势，Λ(θ)表示磁导函数，μ为转子磁场谐波次数，t表示时间，θ表示空间角度，ν为定子磁场谐波次数，fμ(θ,t)为转子永磁体谐波磁动势，fv(θ,t)为定子绕组谐波磁动势；此外，Λ0为磁导的恒定分量，p为电机的极对数，z为电机的槽数，ω为基波磁势角频率，
Figure BDA0002247496640000022
为平均磁导调制产生的转子磁场，
Figure BDA0002247496640000023
为开槽磁导调制产生的转子磁场，
Figure BDA0002247496640000024
为平均磁导调制产生的定子磁场，为开槽磁导调制产生的定子磁场，Bpm表示转子磁场，Bs表示定子磁场；
依据麦克斯韦应力张量法并忽略切向磁通密度，单位面积上径向电磁力波的瞬时值解析表达式为：
Figure BDA0002247496640000026
其中：p r(θ,t)为单位面积上径向电磁力波瞬时值，b(θ,t)为径向气隙磁密，μ0真空磁导率，ppm为转子磁场相互作用产生的电磁力密度，ps为定子磁场相互作用产生的电磁力密度，ppm-s为定转子磁场互相作用产生的电磁力密度。
作为本发明所述基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法的一种优选方案，其中：优化方式为保持电机其余结构、参数不变的情况下，优化转子永磁体的形状，优化变量为
Figure BDA0002247496640000031
型转子磁极结构的“一”型永磁体长度D和“V”型永磁体的倾斜角度α。
作为本发明所述基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法的一种优选方案，其中：为表征谐波含量的大小，引入空载径向气隙磁密谐波含量畸变率
Figure BDA0002247496640000033
的概念，其计算公式为：
Figure BDA0002247496640000032
其中：Bnr为n次谐波磁密的大小，Blr为基波磁密的大小；
由公式计算出不同“一”型永磁体长度下的径向气隙磁密畸变率，优化目标即为电机空载径向气隙磁密谐波含量畸变率。
作为本发明所述基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法的一种优选方案，其中：对所述“一”型永磁体长度D进行优化，D的取值范围为：28mm--36mm，求得电机空载运行下径向气隙磁密各次谐波含量畸变率。
作为本发明所述基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法的一种优选方案，其中：对所述“V”型永磁体倾斜角度α对进行优化，α的取值范围为：32.5°--42.5°，求得电机空载运行下径向气隙磁密各次谐波含量畸变率。
作为本发明所述基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法的一种优选方案，其中：根据得到的电机空载运行下径向气隙磁密各次谐波含量畸变率，所述优化的电机
Figure BDA0002247496640000034
型转子永磁体结构的“一”型永磁体长度为32mm，“V”型永磁体的倾斜角度选为40°。
作为本发明所述基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法的一种优选方案，其中：利用有限元法对所述优化的电机径向电磁力，齿槽转矩和电磁振动响应频谱特性进行分析。
作为本发明所述基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法的一种优选方案，其中：在Workbench有限元仿真软件中设置所述优化后的永磁同步电机材料参数，建立永磁同步电机电磁场和结构场耦合模型，分析数据。
本发明的有益效果：本发明所提供的基于基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，通过改变永磁同步电机的电机转子磁极结构，合理设计
Figure BDA0002247496640000041
型转子磁极结构的“一”型永磁体长度和“V”型永磁体的倾斜角度，可以减少气隙磁场的谐波含量，使电机径向气隙磁密波形更加正弦化，即优化后的型转子磁极结构较“V”型转子磁极结构的电机，径向气隙磁密正弦性更好，定子齿部所受径向电磁力和齿槽转矩更小，有效地抑制了电机的电磁振动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法第一个实施例所述的改变转子磁极结构前永磁同步电机2D电磁有限元模型示意图；
图2为本发明基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法第一个实施例所述的所采用的
Figure BDA0002247496640000043
型转子磁极结构示意图；
图3为本发明基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法第一个实施例所述的所采用的
Figure BDA0002247496640000044
型和“V”型转子磁极结构电机径向电磁力密度的空间分布对比示意图；
图4为本发明基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法第一个实施例所述的所采用的
Figure BDA0002247496640000045
型和“V”型转子磁极结构电机齿槽转矩波形对比示意图；
图5为本发明基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法第一个实施例所述的永磁同步电机电磁场-结构场耦合图示意图；
图6为本发明基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法第一个实施例所述的优化前后样机在额定工况下的电磁振动响应频谱特性对比图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
实施例1
永磁同步电机广泛应用于电动汽车中，由于永磁同步电机本身结构和宽调速范围的运行要求，往往会产生比较大的振动，为了减少永磁同步电机在运行中的振动，本发明提供一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，主要包括以下步骤：
步骤S1:根据电动汽车用永磁同步电机气隙磁场正弦电流供电时状态，设定电动汽车用永磁同步电机内部电磁力波解析式；
步骤S2:保证电机其他结构不变，采用
Figure BDA0002247496640000051
型电机转子磁极结构来替代“V”型转子磁极结构，并进行优化；
步骤S3:根据优化结果，利用有限元法对优化后的电机进行分析，验证对电机电磁振动抑制的有效性。
具体的，步骤S1:电机振动主要是由电机内部的电磁力引起的，电机在运行时，定、转子气隙磁场相互作用，一方面产生使电机旋转的切向电磁转矩，另一方面还会产生随时间和空间变化的径向电磁力波，从而引起电机的结构发生电磁振动，因此在不考虑饱和与铁芯磁阻影响的情况下，电动汽车用永磁同步电机气隙磁场正弦电流供电时的气隙磁密解析表达式为：
Figure BDA0002247496640000061
其中：b(θ,t)为径向气隙磁密，f(θ,t)为磁动势，Λ(θ)为磁导函数，μ为转子磁场谐波次数，t表示时间，θ表示空间角度，ν为定子磁场谐波次数，fμ(θ,t)为转子永磁体谐波磁动势，fv(θ,t)为定子绕组谐波磁动势；此外，Λ0为磁导的恒定分量，p为电机的极对数，z为电机的槽数，ω为基波磁势角频率，
Figure BDA0002247496640000062
为平均磁导调制产生的转子磁场，
Figure BDA0002247496640000063
为开槽磁导调制产生的转子磁场，为平均磁导调制产生的定子磁场，
Figure BDA0002247496640000065
为开槽磁导调制产生的定子磁场，Bpm表示转子磁场，Bs表示定子磁场；
依据麦克斯韦应力张量法并忽略切向磁通密度，单位面积上径向电磁力波的瞬时值解析表达式为：
Figure BDA0002247496640000066
其中：pr(θ,t)为单位面积上径向电磁力波瞬时值，b(θ,t)为径向气隙磁密，μ0为真空磁导率，ppm为转子磁场相互作用产生的电磁力密度，ps为定子磁场相互作用产生的电磁力密度，ppm-s为定转子磁场互相作用产生的电磁力密度。
由单位面积上径向电磁力波的瞬时值解析表达式可知，单位面积上径向电磁力波即径向电磁力密度与径向气隙磁密的平方成正比，应当说明的是，对于周期性非正弦量进行傅里叶级数分解可以得到大于基波频率整数倍的各次分量即谐波，永磁同步电机气隙中的径向气隙磁密的波形为一个周期性的非正弦量，因此可以分解成除基波外的各次谐波，因此在气隙磁场谐波次数一定的情况下，减少气隙磁密波形中的谐波含量，可以达到降低永磁同步电机径向电磁力，进而实现降低振动的目的。
进一步的，为表征气隙磁密波形中的谐波含量，引入空载径向气隙磁密谐波含量畸变率
Figure BDA0002247496640000071
的概念，其计算公式为：
Figure BDA0002247496640000072
其中，Bnr表示n次谐波磁密的大小，Blr表示基波磁密的大小，用空载径向气隙磁密谐波含量畸变率来表示气隙磁密波形中的谐波含量，当空载径向气隙磁密谐波含量畸变率越小，正弦性越好，气隙磁密波形中的谐波含量越小。
步骤S2:如图2所示，在保证电机其他结构不变，对电机转子磁极结构进行优化，采用采用型电机转子磁极结构来替代“V”型转子磁极结构，并进行优化，优化方式为控制变量法，即保持电机其余结构、参数不变的情况下，此处所说的其余结构主要是指定子铁芯、绕组、转子结构等，参数主要是指额定功率、额定电压、额定电流等，即控制可能会对气隙磁密波形中的谐波含量产生影响的可控因素不变，优化转子永磁体的形状，优化变量为为
Figure BDA0002247496640000074
型转子磁极结构的“一”型永磁体长度D和“V”型永磁体的倾斜角度α，从而减少气隙磁密波形中的谐波含量，即降低空载径向气隙磁密谐波含量畸变率，从而降低电机振动。
步骤S2-1:在对
Figure BDA0002247496640000081
型转子磁极结构的“一”型永磁体长度D进行优化时，D的取值范围为：28mm--36mm，并依次以D为28mm、30mm、32mm、34mm和36mm进行试验，得出在空载运行下径向气隙磁密各次谐波含量以及各谐波含量所占基波比例百分比，数据如下表1所示：
Figure BDA0002247496640000082
表1
由畸变率公式可得不同“一”型永磁体长度下的径向气隙磁密畸变率，如表2所示：
D(mm) 28 30 32 34 36
畸变率(％) 17.90 16.01 15.82 16.63 17.58
表2
由以上数据可知，随着“一”型永磁体长度D的增加，径向气隙磁密畸变率先减小后增加，且当“一”型永磁体长度D＝32mm时，径向气隙磁密畸变率小，正弦性最好，因此选取“一”型永磁体长度为32mm。
步骤S2-2：同样的，控制电机其余结构、参数不变的情况下，对“V”型永磁体倾斜角度α进行优化，α的取值范围为32.5°--42.5°，并依次以α取32.5°、35°、37.5°、40°、42.5°进行试验，得出在空载运行下径向气隙磁密各次谐波含量以及各谐波含量所占基波比例百分比，数据如下表3所示：
Figure BDA0002247496640000091
表3
进一步的，根据表3得到的数据和畸变率公式，可得不同“V”型永磁体倾斜角度α下的径向气隙磁密畸变率，如表4所示：
α(mm) 32.5° 35° 37.5° 40° 42.5°
畸变率(％) 19.94 18.22 18.22 18.02 18.52
表4
由以上数据可知，随着“V”型永磁体倾斜角度α的增加，径向气隙磁密畸变率先减小后增加，且当“V”型永磁体倾斜角度α＝40°时，径向气隙磁密畸变率最小，正弦性最好，因此选取“V”型永磁体倾斜角度α＝40°。
综合上述实验数据，根据以上优化方案，确定该电机
Figure BDA0002247496640000101
型转子永磁体结构的“一”型永磁体长度为32mm，“V”型永磁体的倾斜角度选为40°。
步骤S3：事实上，在对转子永磁体结构进行优化后，需要对永磁同步电机的各项振动性能指标进行分析，在建立永磁同步电机电磁场和电磁振动仿真振动的有限元模型后，利用有限元法基于此模型分析优化后的电机径向电磁力、齿槽转矩和电磁振动响应频谱特性，径向电磁力和齿槽转矩是衡量评价电磁振动情况的指标，电磁振动响应频谱特性是振动的结果，直接反应电机振动的大小。
如图3所示，为优化后的
Figure BDA0002247496640000102
型电机转子磁极结构的径向电磁力密度，根据图3进行分析可得，优化后的
Figure BDA0002247496640000103
型电机转子磁极结构的径向电磁力密度幅值相较于“V”型有所减小。
如图4所示，为优化后的
Figure BDA0002247496640000104
型电机转子磁极结构的齿槽转矩，由分析可得，优化后的
Figure BDA0002247496640000105
型电机转子磁极结构的齿槽转矩相较于“V”得到了很大的削弱，有助于抑制电机的电磁振动噪声。
在Workbench有限元仿真软件中设置永磁同步电机材料参数，如图5所示，为永磁同步电机电磁场和结构场耦合模型。
基于有限元仿真软件建立的永磁同步电机电磁场和结构场耦合模型，得到如图6所示的优化后的
Figure BDA0002247496640000106
型转子磁极结构的最大振动加速度，由图6的数据可得，
Figure BDA0002247496640000107
型转子磁极结构的最大振动加速度幅值相较于“V”型转子磁极结构样机有减少，进而验证基于削弱谐波含量的抑制电动汽车用永磁同步电机振动的有效性。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，其特征在于：包括，
根据电动汽车用永磁同步电机气隙磁场正弦电流供电时状态，设定电动汽车用永磁同步电机内部电磁力波解析式；
保证电机其他结构不变，采用“▽”型电机转子磁极结构来替代“V”型转子磁极结构，并进行优化；
根据优化结果，利用有限元法对所述优化后的电机进行分析，验证对电机电磁振动抑制的有效性。
2.如权利要求1所述的一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，其特征在于：在不考虑饱和与铁芯磁阻影响的情况下，所述电动汽车用永磁同步电机气隙磁场正弦电流供电时的气隙磁密的解析表达式为：
Figure FDA0002247496630000011
其中：b(θ,t)为径向气隙磁密，f(θ,t)为磁动势，Λ(θ)为磁导函数，μ为转子磁场谐波次数，t表示时间，θ表示位置角度，ν为定子磁场谐波次数，fμ(θ,t)为转子永磁体谐波磁动势，fv(θ,t)为定子绕组谐波磁动势；此外，Λ0为磁导的恒定分量，p为电机的极对数，z为电机的槽数，ω为基波磁势角频率，
Figure FDA0002247496630000012
为平均磁导调制产生的转子磁场，
Figure FDA0002247496630000013
为开槽磁导调制产生的转子磁场，
Figure FDA0002247496630000014
为平均磁导调制产生的定子磁场，为开槽磁导调制产生的定子磁场，Bpm表示转子磁场，Bs表示定子磁场；
依据麦克斯韦应力张量法并忽略切向磁通密度，单位面积上径向电磁力波的瞬时值解析表达式为：
Figure FDA0002247496630000021
其中：pr(θ,t)为单位面积上径向电磁力波瞬时值，b(θ,t)为径向气隙磁密，μ0为真空磁导率，ppm为转子磁场相互作用产生的电磁力密度，ps为定子磁场相互作用产生的电磁力密度，ppm-s为定转子磁场互相作用产生的电磁力密度。
3.如权利要求1或2所述的一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，其特征在于：优化方式为保持电机其余结构、参数不变的情况下，优化转子永磁体的形状，优化变量为“▽”型转子磁极结构的“一”型永磁体长度D和“V”型永磁体的倾斜角度α。
4.如权利要求3所述的一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，其特征在于：为表征谐波含量的大小，引入空载径向气隙磁密谐波含量畸变率
Figure FDA0002247496630000022
的概念，其计算公式为：
Figure FDA0002247496630000023
其中：Bnr为n次谐波磁密的大小，Blr为基波磁密的大小；
由公式计算出不同“一”型永磁体长度下的径向气隙磁密畸变率，优化目标即为电机空载径向气隙磁密谐波含量畸变率。
5.如权利要求4所述的一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，其特征在于：对所述“一”型永磁体长度D进行优化，D的取值范围为：28mm--36mm，求得电机空载运行下径向气隙磁密各次谐波含量畸变率。
6.如权利要求4或5所述的一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，其特征在于：对所述“V”型永磁体倾斜角度α对进行优化，α的取值范围为：32.5°--42.5°，求得电机空载运行下径向气隙磁密各次谐波含量畸变率。
7.如权利要求6所述的一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，其特征在于：根据得到的电机空载运行下径向气隙磁密各次谐波含量畸变率，所述优化的电机“▽”型转子永磁体结构的“一”型永磁体长度为32mm，“V”型永磁体的倾斜角度选为40°。
8.如权利要求7所述的一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，其特征在于：利用有限元法对所述优化的电机径向电磁力，齿槽转矩和电磁振动响应频谱特性进行分析。
9.如权利要求8所述的一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法，其特征在于：在Workbench有限元仿真软件中设置所述优化后的永磁同步电机材料参数，建立永磁同步电机电磁场和结构场耦合模型，分析数据。
CN201911021956.9A 2019-10-25 2019-10-25 一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法 Pending CN110635598A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911021956.9A CN110635598A (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911021956.9A CN110635598A (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110635598A true CN110635598A (zh) 2019-12-31

Family

ID=68977548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911021956.9A Pending CN110635598A (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110635598A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113098170A (zh) * 2021-03-31 2021-07-09 合肥工业大学 一种基于田口方法的内置式永磁电机气隙磁场的优化方法
CN113258696A (zh) * 2021-02-24 2021-08-13 江苏大学 一种用于降低分数槽集中绕组永磁电机电磁振动的方法
CN113364172A (zh) * 2021-06-17 2021-09-07 江苏大学 一种减小内置式永磁电机振动噪声的转子辅助槽优化设计方法
CN114513106A (zh) * 2022-01-24 2022-05-17 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种基于pwm思想的永磁同步直线电机磁极结构设计方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1051984A (ja) * 1996-08-06 1998-02-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 永久磁石同期電動機
CN202260721U (zh) * 2011-10-31 2012-05-30 上海中科深江电动车辆有限公司 永磁电机内置式转子结构
CN104682653A (zh) * 2015-03-10 2015-06-03 广东美芝制冷设备有限公司 永磁型同步磁阻电机及压缩机
CN109039215A (zh) * 2018-09-05 2018-12-18 上海电力学院 逆变器谐波对车用永磁同步电机振动噪声影响分析方法
CN109861424A (zh) * 2018-12-28 2019-06-07 苏州英磁新能源科技有限公司 一种永磁同步磁阻电机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1051984A (ja) * 1996-08-06 1998-02-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 永久磁石同期電動機
CN202260721U (zh) * 2011-10-31 2012-05-30 上海中科深江电动车辆有限公司 永磁电机内置式转子结构
CN104682653A (zh) * 2015-03-10 2015-06-03 广东美芝制冷设备有限公司 永磁型同步磁阻电机及压缩机
CN109039215A (zh) * 2018-09-05 2018-12-18 上海电力学院 逆变器谐波对车用永磁同步电机振动噪声影响分析方法
CN109861424A (zh) * 2018-12-28 2019-06-07 苏州英磁新能源科技有限公司 一种永磁同步磁阻电机

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113258696A (zh) * 2021-02-24 2021-08-13 江苏大学 一种用于降低分数槽集中绕组永磁电机电磁振动的方法
WO2022178909A1 (zh) * 2021-02-24 2022-09-01 江苏大学 一种用于降低分数槽集中绕组永磁电机电磁振动的方法
CN113098170A (zh) * 2021-03-31 2021-07-09 合肥工业大学 一种基于田口方法的内置式永磁电机气隙磁场的优化方法
CN113364172A (zh) * 2021-06-17 2021-09-07 江苏大学 一种减小内置式永磁电机振动噪声的转子辅助槽优化设计方法
CN113364172B (zh) * 2021-06-17 2023-02-17 江苏大学 一种减小内置式永磁电机噪声的转子辅助槽优化设计方法
CN114513106A (zh) * 2022-01-24 2022-05-17 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种基于pwm思想的永磁同步直线电机磁极结构设计方法
CN114513106B (zh) * 2022-01-24 2024-01-30 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种基于pwm思想的永磁同步直线电机磁极结构设计方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110635598A (zh) 一种基于削弱谐波含量的电动汽车用永磁同步电机振动抑制方法
Zhu et al. Analytical approach for cogging torque reduction in flux-switching permanent magnet machines based on magnetomotive force-permeance model
Kang et al. A novel cogging torque reduction method for interior-type permanent-magnet motor
Zhou et al. Influence of magnet shape on the cogging torque of a surface-mounted permanent magnet motor
Shi et al. Analysis and optimization of radial force of permanent-magnet synchronous hub motors
Brahim et al. Cogging torque minimization of surface-mounted permanent magnet synchronous machines using hybrid magnet shapes
CN106685276A (zh) 一种降低永磁同步电机转矩脉动的方法
CN113765251B (zh) 一种确定削弱整数槽永磁电机振动的转子分段方式的方法
Dutta et al. A novel rotor topology for high-performance fractional slot concentrated winding interior permanent magnet machine
Sun et al. Multiobjective optimization of IPMSM with FSCW applying rotor notch design for torque performance improvement
Qiu et al. Performance analysis and comparison of PMSM with concentrated winding and distributed winding
Caruso et al. Analysis, characterization and minimization of IPMSMs cogging torque with different rotor structures
Wan et al. Minimization of cogging torque for V-type IPMSM by the asymmetric auxiliary slots on the rotor
Liu et al. Optimization of permanent magnet motor air-gap flux density based on the non-uniform air gap
Wang et al. Design and optimization of a permanent magnet synchronous machine for low vibration and noise applications
Hu et al. Analytical Modeling of Magnetic Field Considering the Saturation in Switched Reluctance Motor.
He et al. Reducing cogging torque in permanent-magnet synchronous motors by auxiliary teeth method
CN110233590B (zh) 一种基于谐波注入的新能源汽车永磁同步电机噪声控制方法
Kumar et al. Influence of rotor magnet shapes on performance of axial flux permanent magnet machines
Ning et al. A novel tangential radial hybrid excitation synchronous variable frequency aircraft generator
Chen et al. Cogging torque reduction in surface-mounted permanent magnet machines with nonuniform slot distributions
Todorov et al. Effects of cogging torque reduction techniques applied to surface mounted PMSMs with distributed windings
Wang et al. Design, Analysis and Testing of a Permanent Magnet Motor With Segmented Rotor for Reducing Electromagnetic Vibration
Wang et al. Finite Element Analysis of Permanent Magnet Synchronous Motor of Electric Vehicle
Li et al. New Proposal of 80-krpm High-Speed Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191231

RJ01 Rejection of invention patent application after publication