[发明专利]一种开关磁阻电机的电磁振动噪声仿真计算方法

说明书

本发明涉及一种开关磁阻电机的电磁振动噪声仿真计算方法，包括以下步骤：1)获取作用于二维定子电磁网格的电磁力；2)获取作用于三维定子电磁网格的电磁力；3)获取考虑定子各向异性的电机模态参数；4)获取作用于三维定子结构的电磁力；5)运用模态叠加法获取电机的电磁振动；6)运用边界元法获取电机的电磁噪声。与现有技术相比，本发明所提方法适用于开关磁阻电机振动噪声的预测，节约时间与成本。

技术领域

本发明涉及一种电磁振动噪声计算方法，尤其是涉及一种开关磁阻电机的电磁振动噪声仿真计算方法。

背景技术

目前，新能源汽车的驱动电机主要是永磁电机，而开关磁阻电机具有调速范围宽、结构简单、成本低、鲁棒性强等优点，成为电动汽车驱动电机的候选之一。然而，开关磁阻电机的双凸极结构和独特的供电方式导致励磁电流具有脉冲性，造成较大的振动噪声。这一缺陷导致开关磁阻电机的应用受到很大限制，所以有必要对其振动噪声特性进行研究。

准确获取开关磁阻电机的振动噪声是分析振动噪声特性的前提，而目前开关磁阻电机振动噪声的解析法尚未成熟，有限元法相对试验耗时短且成本低。因此，有限元法成为目前计算开关磁阻电机振动噪声的常用方法。但目前开关磁阻电机研究者在运用电磁振动噪声仿真技术的过程中，均不会施加分布式电磁力，仅以集中力的形式加载，导致振动噪声仿真结果与试验结果误差较大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种开关磁阻电机的电磁振动噪声仿真计算方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种开关磁阻电机的电磁振动噪声仿真计算方法，包括以下步骤：

1)获取作用于二维定子电磁网格的电磁力；

2)获取作用于三维定子电磁网格的电磁力；

3)获取考虑定子各向异性的电机模态参数；

4)获取作用于三维定子结构的电磁力；

5)运用模态叠加法获取电机的电磁振动；

6)运用边界元法获取电机的电磁噪声。

所述的步骤1)具体包括以下步骤：

11)建立电机的二维几何模型；

12)确定材料、搭建电路和线圈分组；

13)设置工况和边界条件；

14)划分电磁网格、设置分析步长；

15)求取作用于二维定子电磁网格的分布式电磁力。

所述的步骤2)具体包括以下步骤：

21)划分三维定子电磁网格并赋予轴向长度；

22)设置电磁力的导出步数；

23)导出作用于三维定子电磁网格的分布式电磁力。

所述的步骤3)具体包括以下步骤：

31)建立电机的三维几何模型；

32)赋予定子各向异性材料参数和其他零部件各向同性材料参数；

33)划分网格，设置边界条件；

34)求解电机的模态参数。

所述的步骤4)包括：将作用于三维定子电磁网格的分布式电磁力转移至三维定子结构的齿表面。

所述的步骤5)具体包括以下步骤：

51)将作用于三维定子的电磁力进行FFT变换；