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电动汽车永磁同步驱动电机振动噪声建模与分析资料说明
自在悠扬
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某纯电动样车在试验过程中被抱怨驱动电机噪声问题。针对该问题，首先进行永磁同步驱动电机的振动噪音机理分析，建立以转速为输入信号和以噪声频率与阶次为输出信号的电机振动噪声理论模型，并推导出 A 声级噪声理论谱线；其次，进行被测永磁同步的电机振动噪声测试，得出 A 声级噪声试验谱线；最后，对比理论模型预测和测试结果，验证了模型的正确性，并识别被测永磁同步电机异常噪声源。该模型与试验相结合可以快速识别永磁同步电机的异常振动噪声源。
近年来，石油能源安全与环境污染问题日益突显，且受国家排放标准日趋严格、补贴政策拉动，电动汽车产业快速发展。电动汽车尤其是纯电动汽车的噪声问题日益引起广泛关注，诸多品牌的电动汽车均遇到了振动与噪声的问题或用户抱怨。
在常用的城市工况（0-80km/h）下，纯电动汽车一般 500Hz 以上的中高频噪音较为明显，而传统车辆一般为 500Hz 以下噪音［1］。中高频噪音尖锐刺耳，有明显的“啸叫” 声，通常让人产生强烈的不适感。相比于传统动力汽车，纯电动汽车噪声的差别主要在于电驱动总成的噪音，本文的研究对象是驱动电机的振动和噪声。
市场需要企业快速推出高品质的电动汽车，研发周期缩短，这就亟待研发人员能够快速得分析，识别并解决电动汽车噪音问题。为了快速得分析，识别电动汽车驱动电机的振动和噪声问题，文献［2-4］提出了永磁同步电机噪声源识别与诊断的黑箱建模技术，并以外转子轮毂电机为研究对象进行建模和试验。文献［5］对车用驱动电机的磁场进行分析，推导出正弦波供电和变频器供电条件下电机振动噪声源的特征频率，也测试分析了由定转子谐波磁场引起的电磁噪声。但未对电机的噪音源包括机械噪声源进行分析和诊断。文献［6］通过测试得到了电机在 3000r/min 工况下的稳态噪声频谱图，验证了电磁噪声是电机噪声的主要来源。但未对其电磁噪声源进行进一步细分，识别。
本文以高速内转子永磁同步驱动电机为研究对象进行电机噪声源识别与诊断的建模和试验。首先，进行电动汽车永磁同步驱动电机的振动噪音机理分析，推导出以转速为输入信号和以噪声频率与阶次为输出信号的电机振动噪声模型，并预测 A 声级理论谱线；其次，进行被测电机振动噪声试验，得出空载时，不同负载时加速工况和匀速工况下的电机振动加速度、噪声等信号，得到电机振动和噪声的阶次和幅频特征；最后，对比理论模型预测和测试结果，验证理论模型的正确性，并结合主观评价确定异常振动噪音工况，进而识别被测电机的异常噪声源。
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