[发明专利]交流牵引电机定子齿肩削角降噪优化设计方法

说明书

本发明公开了一种交流牵引电机定子齿肩削角降噪优化设计方法，具体如下：以定子齿肩角顶点为端点，从该端点开始，沿定子齿肩角两侧边按等距离取两点，并以这两点作为内切圆弧的相切点D1和D2，再通过两个相切点D1和D2作齿肩角的内切圆弧，并沿该内切圆弧削去该齿肩角，同时通过调节定子齿极靴斜角高度H_S1，达到降低电机电磁噪声并提高其运行效率的目的。

技术领域

本发明涉及电机降噪领域，特别涉及一种交流牵引电机定子齿肩削角降噪优化设计方法。

背景技术

交流牵引电机因具有结构简单坚固、运行可靠、功率大、转速高等系列优点而在众多领域得到了日益广泛的应用。然而电机在运行时会产生较大的噪声，不仅对工作环境与人类健康造成了不利影响，而且限制了其在某些特殊领域的推广应用，因而开展电机降噪研究具有重要意义。

造成交流牵引电机噪声过大的主要因素在于其运行时产生的电磁噪声，为此目前国内外针对如何降低电机电磁噪声开展了广泛研究，并提出了多种可降低其电磁噪声的方法，包括通过更改电机槽配比、采用转子斜槽设计、改变电机气隙长度、改进电机装配工艺、优化电机控制方法等，虽取得了一定的效果，但离实际降噪要求仍有较大的距离。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种交流牵引电机定子齿肩削角降噪优化设计方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种交流牵引电机定子齿肩削角降噪优化设计方法，具体如下：

以定子齿肩角顶点为端点，从该端点开始，沿定子齿肩角两侧边等距离取两点，并以这两点作为内切圆弧的相切点D1和D2，再通过两个相切点D1和D2作齿肩角的内切圆弧，并沿该内切圆弧削去该齿肩角，并调节定子齿极靴斜角高度H_S1；确定内切圆弧的相切点D1和D2和定子齿极靴斜角高度H_S1的具体步骤如下：

1)根据交流牵引电机定子齿肩的结构尺寸确定内切圆弧削角尺寸和定子齿极靴斜角高度的取值范围；

2)在步骤1)所确定的取值范围内，针对内切圆弧削角尺寸和定子齿极靴斜角高度分别按一定间距依次选取n组数据；

3)根据步骤2)所确定的内切圆弧削角尺寸和定子齿极靴斜角高度数据进行有限元分析，得到相应的电机电磁噪声与效率数据；

4)针对步骤3)所得到的电磁噪声和效率以及相应的内切圆弧削角尺寸和定子齿极靴斜角高度数据进行数值拟合，分别得到电磁噪声与内切圆弧削角尺寸和定子齿极靴斜角高度间以及效率与内切圆弧削角尺寸和定子齿极靴斜角高度间的函数关系f_s(x,y)和f_e(x,y)；

5)以内切圆弧齿肩削角尺寸和定子齿极靴斜角高度为优化对象，以电机电磁噪声和效率为优化目标，采用粒子群优化算法对噪声函数f_s(x,y)和效率函数f_e(x,y)进行多目标寻优，得到内切圆弧齿肩削角尺寸和定子齿极靴斜角高度的最佳取值。

上述的一种交流牵引电机定子齿肩削角降噪优化设计方法中，所述步骤4)中所得电磁噪声与内切圆弧削角尺寸和定子齿极靴斜角高度间以及效率与内切圆弧削角尺寸和定子齿极靴斜角高度间的函数关系fs(x,y)和fe(x,y)，具体分别为：(1)电磁噪声与内切圆弧削角尺寸和定子齿极靴斜角高度间的函数关系式为：