姚学松，陶文勇（奇瑞新能源轿车股份有限公司，安徽 芜湖 241002）
摘 要：经过对某款电动轿车驱动用永磁同步电机的噪声进行剖析，发现其存在48阶次噪声大的问题。为了削弱电机的48阶次噪声，本文提出了4种优化计划，经过对4种优化计划别离进行验证和测验，成果显现，转子磁钢结构优化和转子铁心外圆添加辅佐沟槽2个计划对电机48阶次噪声有较大的改进。终究施行上述2个计划，原车尖利、尖利的电磁声及啸叫声显着削弱，进步了整车的驾驭舒适性。
关键词：电动轿车；永磁同步电机；噪声；磁钢；转子铁心
作者简介
姚学松（1987.—），男，工程师，硕士研究生，首要从事新能源轿车电驱动体系相关作业
0 导言
永磁同步电机所具有的高效率、高功率密度等特性使其广泛使用于纯电动轿车的驱动电机。对纯电动轿车而言，驱动电机作为整车的动力总成部分，其所发生的噪声也是整车的首要噪声来历。噪声作为电机的首要质量指标之一 [1] ，其水平也决议了整车的驾驭舒适性。因而，电机噪声的操控也成为了当时电机功能优化的重要课题。
本文依据某款纯电动轿车驱动用永磁同步电机的噪声剖析，发现当电机转速运转在（1 500 ~6 000）r/min时，其48阶次噪声显着。因电机的全体磁路结构从头规划的本钱高、周期长，本文在不改变电机首要磁路结构的前提下，经过对电机转子磁钢结构优化、转子铁心添加沟槽、电机定子绕组树脂浇注、电机壳体强度进步等办法的比照剖析，来评价各办法对电机噪声的奉献，经过测验成果表明，上述计划对电机噪声有必定的改进，具有实践使用价值，为电动轿车驱动用永磁同步电机噪声的优化供给了相关的依据和经历。
1 纯电动轿车驱动电机噪声剖析
如图1所示，依据整车噪声测验数据，结合驱动电机所选用的48槽规划计划，可判别其间48阶次噪声首要来历于驱动电机，此刻的电机转速在（1 500~6 000）r·min -1 ，对应整车的车速在（25~75）km/h。此刻整车首要表现为啸叫声显着，电机电磁噪声尖利、尖利 [2] ，而在轿车的日常行进中又首要会集在此车速段，因而优化此转速段的电机噪声对整车的驾驭感触具有较大的进步。
2 驱动电机噪声优化剖析
考虑到该款驱动电机已进入到批量出产阶段，对电机的磁路结构、电磁计划等进行从头规划的费用高、周期长，本文仅经过对电机定、转子、壳体等部分进行优化规划、工艺改进来改进电机噪声。
2.1 转子磁钢结构优化
电机的电磁噪声首要是由电机内部各种频率的谐波引起，而经过转子斜槽或定子斜极来削弱齿谐波是电机出产制作过程中下降电磁噪声的一种常用办法 [3] 。
如图2所示，左边为原驱动电机的转子结构，磁钢选用两段式斜槽结构安置，右侧为优化后的转子结构，磁钢选用四段式穿插安置。优化前后的噪声测验成果如图3所示，电机运转工况：转速（1 500~6 000）r/min 1 ，额外转速前峰值扭矩250 N·m，额外转速后峰值功率95 kW。优化后的计划其48阶次噪声在（2 200 ~5300）r/min 1 转速段及6 000 r/min 1 邻近改进作用较显着，噪声下降约（5~15）dB，全转速段的噪声总值优化后计划也低于优化前。
2.3 转子铁心结构优化
电机运转时的转矩脉动相同会引起电机的噪声和振荡，因而削弱转矩脉动也是优化电机噪声的计划之一。齿槽转矩是电机带载运转时转矩脉动的首要来历之一，但除齿槽转矩外，经过对转子铁心外圆添加辅佐沟槽相同能削弱电机的转矩脉动 [4] 。
如图4所示，在转子铁心外圆相邻的两组磁钢之间添加一组弧形的辅佐槽。优化前后的噪声测验数据如图5所示，电机运转工况同2.1。转子外圆添加辅佐沟槽后，48阶次噪声在全转速段下降约（5~15）dB，噪声总值也改进显着。
2.3 定子绕组树脂浇注
电机的噪声除电磁噪声外还包括机械振荡所引起的噪声。电机的定子铁心一般由硅钢片叠压而 成，叠片之间存在空隙；定子绕组首要由多根松懈的漆包线组成，并嵌入到定子槽内，漆包线之间也存在空隙，一起因电机槽满率及出产工艺的约束，绕组与定子槽之间也存在较大的空隙。这就导致定子的结构松懈，易发生振荡噪声。
本文经过对电机定子绕组进行全体环氧树脂浇注，进步电机定子的结构强度，进步定子的固有频率，下降电机因定子机械振荡所发生的噪声。如图6所示，为环氧树脂浇注后的电机定子，整个绕组的端部及定子槽内均被环氧树脂填充。浇注前后的噪声测验成果如图7所示，电机运转工况同2.1。定子绕组浇注后其48阶次噪声在（1 500~2200）r/min及2 700~6000）r/min转速段噪声下降约5 dB，全转速段的噪声总值也略有下降。
2.4 电机壳体添加加强筋
电机的机械振荡噪声除了定子的振荡引起外，还包括电机的外壳体振荡所发生的噪声。该款电机作为电动轿车驱动电机，其输出端需求匹配减速器规划法兰装置面，为了进步法兰侧的结构强度，下降振荡噪声，本文对法兰处添加加强筋，如图8所示。
电机外壳体添加加强筋后，噪声测验数据见图9，电机运转工况同2.1。改后的电机在3 000 r/min 1 邻近及4 600 r/min 1 之后噪声有约（5~10）dB的下降，其它转速段噪声略有添加，噪声总值根本无变化。
3 成果剖析
经过对上述四种计划比照剖析发现，转子磁钢结构优化、转子铁心外圆添加辅佐沟槽对该款电机48阶次噪声及噪声总值改进均较显着；定子绕组环氧树脂浇注对电机噪声虽然有必定的改进，但改进作用不显着；电机壳体添加加强筋计划对电机噪声无显着改进。
综上，考虑到定子绕组环氧树脂浇注需求投入专用设备，工艺杂乱、费用高且作用不显着，终究施行前两种计划。将改进后的电机搭载到整车上，测得的车内噪声阶次彩图如图10所示，48阶次噪声显着被削弱，车内噪声全体下降约5 dB，整车车速在（25~75）km/h时的啸叫声也改进显着，进步了整车的驾驭舒适性。
4 定论
本文经过对某款纯电动轿车驱动用永磁同步电机的噪声进行剖析，提出了四种下降电机48阶次噪声的优化计划，并别离进行了比照验证和测验。成果显现，转子磁钢结构优化和转子铁心外圆添加辅佐沟槽对电机48阶次噪声有较大改进。终究改进后的电机搭载到整车上，原车尖利、尖利的电磁声及啸叫声显着削弱，进步了整车的驾驭舒适性。
参考文献
[1] 陈永校,诸自强,应善成. 电机噪声的剖析和操控[M]. 杭州：浙江大学出版社, 1987.
[2] 陈士刚,沙文瀚,杭孟荀,等. 某款纯电动轿车用驱动电机噪声剖析[J]. 轿车零部件, 2019(1):22-24.
[3] 唐庆华,张林. 选用斜槽下降三相异步电动机电磁噪声[J]. 防爆电机, 2015,50(1):14-20h.
[4] 贺小克,沈建新. 外表式永磁同步电机转子辅佐槽对转矩的影响[J]. 微电机, 2018,(1):1-4.
本文来历于科技期刊《电子产品世界》2019年第12期第74页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
