[发明专利]一种降低开关磁阻电机振动与噪声的方法、装置

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种降低开关磁阻电机振动与噪声的方法、装置。

背景技术

开关磁阻电机最具应用前景的领域是新能源汽车，但是，常规的开关磁阻电动机驱动系统被应用于新能源汽车上时，因其固有的振动与噪声问题而受到严重制约。

如图1所示，该图为三相6/4极开关磁阻电机的结构原理图。从图1中可以看出，开关磁阻电机的定子铁芯1、转子2均径向设置，开关磁阻电机是依靠磁阻变化来工作的，即依靠磁阻由大到小的变化过程来产生强大的磁场力。为了产生变化的磁阻，只能采用开关电源来供电，开关电源产生的磁拉力是脉动的，进而拖动转子2旋转的电磁转矩也是脉动的。

该磁阻变化不仅产生切向电磁拉力，也就是拖动转子2旋转的电磁转矩所对应的力，而且还存在径向电磁吸力，试图将定子铁芯1、转子2相互吸引而力图压缩定子铁芯1、转子2间的气隙。当定子齿与转子2槽相对时，这种径向电磁吸力最小；当定子齿、转子2齿相对时，这种径向电磁吸力最大，这也是一种脉动的电磁力波。在这样的力场作用下，转子2是实体圆柱体且具有良好的刚性，基本上不受脉动电磁吸力的影响；而定子是壳体结构，不可避免因受到径向脉动电磁吸力作用发生规则性压缩、扩张的振动，该振动通过机壳向外发射噪声，一旦该振动的频率与定子的固有频率重合，噪声将会十分严重。

为了减小上述振动和噪声，如图2所示，ZL 201420153401.6研制出了蒸发冷却开关磁阻电机的方案：将其定子结构封装为整体的密封结构，包括定子铁芯1、环绕于定子铁芯1外周的绕组、罩于定子铁芯1外的壳体3，以及与壳体3连接形成密封腔5的连接筒4，定子铁芯1和绕组包围于密封腔5内，密封腔5内封装有对定子铁芯1和绕组的振动产生阻尼作用力的冷却介质6。

这样，除定子铁芯1磁极内表面以外，将所有其他定子部分密封起来，密封腔5内封装冷却介质6，最后在该密封腔5体的上部安装冷凝器7。工作时，冷却介质6沸腾后成为气态而上升、经冷凝器7冷凝后回到液体状态，这样就可以将定子发出的热量源源不断地传给冷凝器7，再通过冷凝器7中的冷却水，将这些热量全部带走。

采用上述蒸发冷却开关磁阻电机的方案，浸泡的是整个定子铁芯1及定子绕组，唯独不包括定子铁芯1磁极的内表面，将定子铁芯1磁极的内表面作为密封腔5体面的一部分，这样设计就可以保证开关磁阻电机所要求的定子、转子2磁极之间的狭小气隙。然后在电机机壳底部缓缓注入液态冷却介质6，将封装起来的定子整体充分浸泡，当电机运行时，即使有定子受到径向磁吸力作用及转矩脉动的影响有变形和振动的趋势，但因为四周有密度较大的冷却介质6会及时阻止这种变形与振动的发生，也就是对这径向磁吸力以及变形与振动形成较强的反作用阻尼力，这样就达到了通过浸泡绝缘介质降低振动与噪声的目的，同时也解决了定子的冷却问题，且冷却效果比原来风扇冷却好很多。

然而，若让密封腔5体内的冷却介质6明显消除振动，应该让该介质处于蒸发沸腾状态。但是，对于电动汽车而言，驱动电机不可能始终处于运行状态，总会处于起动、行驶、制动停止这样的循环过程中，况且，电机刚起动时，定子密封腔5体内的冷却介质6往往已经冷却，不能马上进入蒸发沸腾状态，而恰恰是在开关磁阻电机刚起动时，电磁吸力最大，振动最容易发生。因此，上述蒸发冷却开关磁阻电机的方案虽好，但实施过程中减振降噪的效果却不尽如人意。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，进一步提供一种降低开关磁阻电机的振动与噪声的方法和装置，以使冷却介质在开关磁阻电机起动后迅速沸腾，进一步起到减振降噪的作用。

发明内容

本发明的目的为提供一种降低开关磁阻电机的振动与噪声的方法，以使定子密封腔内的冷却介质在开关磁阻电机起动后迅速沸腾，进一步起到减振降噪的作用。本发明的另一目的为提供一种降低开关磁阻电机的振动与噪声的装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种降低开关磁阻电机振动与噪声的方法，所述开关磁阻电机的定子封装为密封腔结构，所述密封腔密封除所述定子内表面之外的整体定子部分，所述密封腔内封装有冷却介质；当所述开关磁阻电机起动时，抽取所述密封腔内的气体；当所述冷却介质沸腾时，停止抽气。