[发明专利]一种考虑定子齿调制作用的电机电磁振动快速计算方法

说明书

本发明涉及一种考虑定子齿调制作用的电机电磁振动快速计算方法，其特征在于，包括如下步骤：对电机定子进行各低空间阶次单位径向集中电磁力作用下的谐响应分析，得到不同空间阶次单位电磁力对应的频响函数；计算电机负载情况下的径向和切向电磁力密度，得到各空间阶次、时间频率电磁力密度对应的幅值；筛选出引起较大电磁振动的电磁力的空间阶次和时间频率特征；将得到的各空间阶次单位电磁力对应的频响函数和各空间阶次等效径向集中电磁力的幅值按频率一一相乘，并进行线性叠加，得到电机的电磁振动响应结果。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机电磁振动计算技术领域，特别是针对内置式整数槽永磁电机电磁振动快速计算技术。

背景技术

整数槽内置式永磁体同步电机以其高功率密度、宽调速范围、高效率等良好性能广泛应用于电动汽车领域。但同时宽调速范围带来了丰富的电磁力波谐波，引起电机振动，降低了电动汽车乘坐舒适性和运行可靠性。因此，在设计阶段快速准确地计算电机的电磁振动进而指导电磁和结构的优化设计，具有重要意义。

现阶段对永磁电机电磁振动的研究方法主要有解析法和有限元法。解析法能够快速地进行电机电磁振动的估算，但其仅适用结构简单的表贴式永磁同步电机。对于内置式永磁同步电机，由于电机局部磁饱和非常严重，采用解析法得到的结果与实际误差较大。有限元法可以较精确地计算出电机的电磁振动，但有限元法模型搭建较为繁琐，参数调整过程耗时较长，不利于在设计阶段指导电机进行电磁振动抑制的优化。为了节省计算时间，现阶段在计算电机电磁振动时往往忽略切向电磁力对电机电磁振动的影响。同时，将电机定子等效为一个薄圆环体，忽略了定子齿对高阶电磁力的调制作用。这使得电机电磁振动的计算与实际存在一定的误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服传统多物理场法仿真计算电机电磁振动耗时严重的问题，提出了一种基于单位频响反应的快速计算电机电磁振动的方法，该方法同时考虑了低阶径向和切向电磁力及经由定子齿调制的高阶径向和切向电磁力对电机电磁振动的影响。为实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种考虑定子齿调制作用的电机电磁振动快速计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：对电机定子进行各低空间阶次单位径向集中电磁力作用下的谐响应分析，得到不同空间阶次单位电磁力对应的频响函数，其中低空间阶次即空间阶次的绝对值≤8；

第二步：计算电机负载情况下的径向和切向电磁力密度，并对电磁力密度进行二维fft 分解，得到各空间阶次、时间频率电磁力密度对应的幅值f_rxy和f_τxy；