新能源驱动电机NVH设计与优化.pdf

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喻皓范泽义王配覃云萍

广汽研究院广东省广州市511434

摘要：研究了电机气隙对电机NVH性能的影响。基于Maxwell进行了电磁仿真仿真分析，对电机转矩脉动和径向

电磁谐波进行了研究，论证了电机气隙越大，因磁阻和漏磁的增加，电机性能下降；同时，气隙的增加，电

机的气隙磁场谐波分量变小，使电机的NVH表现变好。气隙值大小对电机输出性能和NVH表现有着此消

彼长的影响，电机设计需综合考虑电机输出性能和NVH性能，选择合理的气隙值

关键词：电机气隙；输出性能；NVH；磁场谐波

1引言然而小气隙电机带来了更明显的电磁噪齿部强度影响较小，0．9ram气隙的电机直接

音，这主要是因为电机工作过程中，通过定、将定子半径增大0．15mm。电机电机参数如

在追求电机更优性能的目标时，提高功

转子间的电磁力作用，即切向的旋转扭矩和下表所示。

率密度一直是电机工程师重要工作之一。电

径向的电磁力，使得电机运转起来。定、转

机功率密度越高，意味着电机在同等重量下4仿真分析结果

子间的电磁力，主要是径向电磁力使定子产

发挥更大的功率和扭矩输出。

生振动而辐射噪音。通过增大气隙，可减小基于Maxwell对两种气隙的电机二维模

近年来，随着新能源车驱动电机的推广

气隙磁场谐波分量，降低径向力谐波，从而型，并进行了电磁仿真，为了建立电机内部

与应用，电机的NVH越来越受到消费者关注，

实现噪音的优化。磁场，做以下假定条件：

电机NVH水平逐渐成为评价一个电机性能重

因此，综合考虑输出能力和NVH的影响，(1)忽略电机端部效应，电机磁场沿轴

要指标。研究表明，电机NVH表现与电机输

选择合理气隙至关重要。本文通过有限元法，向均匀分布；

出功率和扭矩有直接关系。同一款电机，电

仿真分析了两种气隙下电机性能和NVH表(2)铁心冲片材料各向同性；

机输出功率越小，电机的NVH表现越好。

现，并通过试验进行了对比验证。(3)电机壳体外部和电机轴磁场忽略

对于同一款电机，其动力性与NVH表现

不计；

越来越成为一个矛盾点。寻找最佳平衡点，3设计方案介绍

(4)磁钢被均匀磁化；

使得电机综合性能最优，越来越成为电机设

本文以某款永磁同步驱动电机为研究对(5)电机不采用斜级结构(忽略斜级对

计的重要内容。

象，电机为强制水冷，内转子，电机最高转气隙的影响，但扭矩波动较大)；

2电机气隙对电机性能和NVH的影响速为12000rpm，电机壳体为铝合金材料。设经过电磁仿