[发明专利]交流牵引电机降噪优化设计方法

权利要求书

1.交流牵引电机降噪优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(A)确定交流牵引电机产生噪声的主要因素；

步骤(B)建立电机定子内壁单位面积上径向电磁力的关系表达式；

步骤(C)建立决定气隙磁场中径向电磁力的气隙磁通密度的关系表达式，分析通过降低电机径向电磁力以抑制电机电磁噪声的实现方式，判断其在实际应用中的可能性；

步骤(D)根据步骤(C)分析得出的方案，建立电机的磁路关系表达式，通过增加电机定子铁心的磁压降，从而使气隙磁通密度下降并最终达到抑制电机径向电磁力的目的；

步骤(E1)从定子齿结构入手，增加磁通在流经定子齿时的积分路径，从而修改电机磁路以增加电机定子铁心的磁阻，达到增加定子齿磁压降的目的：在交流牵引电机定子齿部两侧对称位置开正方形槽口，可有效降低其电磁噪声；其中，开槽位置尺寸固定，开槽槽口尺寸为变量；

步骤(F)根据步骤(E1)所得方案，在交流牵引电机功率等级范围内，

F1.依次选取m组功率等级电机；

F2.针对步骤F1所确定的m组功率等级电机，在每组功率等级电机的定子齿部，依次选取n个槽口尺寸；

F3.根据步骤(F2)在定子齿部的m×n个槽口尺寸开出相应的正方形槽口并对电机进行有限元分析，得到m组功率等级电机相应的电磁噪声数据；

步骤(G)根据步骤(F)所得电磁噪声与相应的开槽尺寸数据，采用数值拟合方法得到其函数关系式，求其最小值，从而得每组功率等级电机相应的最佳开槽尺寸：

式中：f_s(h₂)为电磁噪声函数，a₆、a₅、a₄、a₃、a₂、a₁、a₀分别为电磁噪声函数的系数，由计算机拟合而成，h₂为定子齿部槽口尺寸；

步骤(H)根据步骤(G)所得电机最佳开槽尺寸与其相应的电机功率，采用数值拟合方法得交流牵引电机最佳开槽尺寸与其功率间的函数关系式，根据该函数关系式即可确定任意功率等级电机的最佳开槽尺寸，从而实现最佳的降噪效果。

2.根据权利要求1所述的交流牵引电机降噪优化设计方法，其特征在于，步骤(C)中降低电机径向电磁力的具体实现方式为：保持气隙磁导率不变，降低气隙磁势。

3.根据权利要求1所述的交流牵引电机降噪优化设计方法，其特征在于，步骤F2中根据定子齿部宽度尺寸确定开槽槽口尺寸的取值范围，所述取值范围在定子齿部平均宽度的1/2以内。

4.根据权利要求1所述的交流牵引电机降噪优化设计方法，其特征在于，步骤(H)中交流牵引电机最佳开槽槽口尺寸与其功率间的函数关系式，具体为：

f₁(p)＝b₆p⁶+b₅p⁵+b₄p⁴+b₃p³+b₂p²+b₁p+b₀ (5)

式中：f₁(p)为最佳槽口尺寸函数，b₆、b₅、b₄、b₃、b₂、b₁、b₀分别为最佳槽口尺寸函数的系数，由计算机拟合而成，p为电机功率。