電動(dòng)汽車永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)振動(dòng)噪聲建模與分析資料說明

　　某純電動(dòng)樣車在試驗(yàn)過程中被抱怨驅(qū)動(dòng)電機(jī)噪聲問題。針對(duì)該問題，首先進(jìn)行永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)的振動(dòng)噪音機(jī)理分析，建立以轉(zhuǎn)速為輸入信號(hào)和以噪聲頻率與階次為輸出信號(hào)的電機(jī)振動(dòng)噪聲理論模型，并推導(dǎo)出 A 聲級(jí)噪聲理論譜線；其次，進(jìn)行被測(cè)永磁同步的電機(jī)振動(dòng)噪聲測(cè)試，得出 A 聲級(jí)噪聲試驗(yàn)譜線；最后，對(duì)比理論模型預(yù)測(cè)和測(cè)試結(jié)果，驗(yàn)證了模型的正確性，并識(shí)別被測(cè)永磁同步電機(jī)異常噪聲源。該模型與試驗(yàn)相結(jié)合可以快速識(shí)別永磁同步電機(jī)的異常振動(dòng)噪聲源。

　　近年來，石油能源安全與環(huán)境污染問題日益突顯，且受國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格、補(bǔ)貼政策拉動(dòng)，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。電動(dòng)汽車尤其是純電動(dòng)汽車的噪聲問題日益引起廣泛關(guān)注，諸多品牌的電動(dòng)汽車均遇到了振動(dòng)與噪聲的問題或用戶抱怨。

　　在常用的城市工況（0-80km/h）下，純電動(dòng)汽車一般 500Hz 以上的中高頻噪音較為明顯，而傳統(tǒng)車輛一般為 500Hz 以下噪音［1］。中高頻噪音尖銳刺耳，有明顯的“嘯叫” 聲，通常讓人產(chǎn)生強(qiáng)烈的不適感。相比于傳統(tǒng)動(dòng)力汽車，純電動(dòng)汽車噪聲的差別主要在于電驅(qū)動(dòng)總成的噪音，本文的研究對(duì)象是驅(qū)動(dòng)電機(jī)的振動(dòng)和噪聲。

　　市場(chǎng)需要企業(yè)快速推出高品質(zhì)的電動(dòng)汽車，研發(fā)周期縮短，這就亟待研發(fā)人員能夠快速得分析，識(shí)別并解決電動(dòng)汽車噪音問題。為了快速得分析，識(shí)別電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的振動(dòng)和噪聲問題，文獻(xiàn)［2-4］提出了永磁同步電機(jī)噪聲源識(shí)別與診斷的黑箱建模技術(shù)，并以外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)為研究對(duì)象進(jìn)行建模和試驗(yàn)。文獻(xiàn)［5］對(duì)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的磁場(chǎng)進(jìn)行分析，推導(dǎo)出正弦波供電和變頻器供電條件下電機(jī)振動(dòng)噪聲源的特征頻率，也測(cè)試分析了由定轉(zhuǎn)子諧波磁場(chǎng)引起的電磁噪聲。但未對(duì)電機(jī)的噪音源包括機(jī)械噪聲源進(jìn)行分析和診斷。文獻(xiàn)［6］通過測(cè)試得到了電機(jī)在 3000r/min 工況下的穩(wěn)態(tài)噪聲頻譜圖，驗(yàn)證了電磁噪聲是電機(jī)噪聲的主要來源。但未對(duì)其電磁噪聲源進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)分，識(shí)別。

　　本文以高速內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)為研究對(duì)象進(jìn)行電機(jī)噪聲源識(shí)別與診斷的建模和試驗(yàn)。首先，進(jìn)行電動(dòng)汽車永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)的振動(dòng)噪音機(jī)理分析，推導(dǎo)出以轉(zhuǎn)速為輸入信號(hào)和以噪聲頻率與階次為輸出信號(hào)的電機(jī)振動(dòng)噪聲模型，并預(yù)測(cè) A 聲級(jí)理論譜線；其次，進(jìn)行被測(cè)電機(jī)振動(dòng)噪聲試驗(yàn)，得出空載時(shí)，不同負(fù)載時(shí)加速工況和勻速工況下的電機(jī)振動(dòng)加速度、噪聲等信號(hào)，得到電機(jī)振動(dòng)和噪聲的階次和幅頻特征；最后，對(duì)比理論模型預(yù)測(cè)和測(cè)試結(jié)果，驗(yàn)證理論模型的正確性，并結(jié)合主觀評(píng)價(jià)確定異常振動(dòng)噪音工況，進(jìn)而識(shí)別被測(cè)電機(jī)的異常噪聲源。