基于MANATEE的电机不同转子斜槽设置与噪声分析

引言

本文基于MANATEE软件分析平台，分析一台80kW车用永磁同步电机的电磁噪声特性，主要分析斜极对电机噪声的影响。通过仿真得出，线性分段斜极较其他斜极方式效果更好；线性分段斜极后电机电磁力波除8阶2倍频没有减小，其它电磁力波均有明显减小，尤其是8阶10倍频；斜极后电机噪声共振点由3个减小为1个，最大噪声值由75dB减小为65dB左右。

面临资源短缺的这个世界性问题，各领域的科技人员不停地在寻找可替代能源的方案，同时电动车利用可再生能源电能为动力，很大程度上解决了内燃机汽车燃烧汽油造成的环境污染与资源短缺问题。在电动汽车整个系统中电动机成为了电机的主要驱动力构件，其中永磁同步电机由于体积小、重量轻、效率高和控制灵活在电动车中获得了最广泛应用。电动汽车牵引用永磁同步电机要求具有低速大转矩和高速恒功率的运行能力，低速大转矩运行工作点的大电流和高速弱磁导致的磁场畸变可能会导致作用于电机结构的电磁力幅值增大，容易引发较大的电磁振动噪声，从而影响电动汽车的噪声性能。

本文基于MANATEE软件分析平台，分析一台80kW车用永磁同步电机的电磁噪声特性，主要分析斜极对电机噪声的影响。通过仿真得出，线性分段斜极较其他斜极方式效果更好；线性分段斜极后电机电磁力波除8阶2倍频没有减小，其它电磁力波均有明显减小，尤其是8阶10倍频；斜极后电机噪声共振点由3个减小为1个，最大噪声值由75dB减小为65dB左右。

在MANATEE中可以分析不同转子斜极以及斜极角度对电机噪声、气隙磁密、气隙径向力波的影响。如图1所示为MANATEE可以实现的电机斜极类型。分别为：一字型线性斜极、一字型分段斜极、V字型线性斜极、自定义斜极（按正弦分布斜极）。

图MANATEE不同斜极类型

为了分析和抑制振动噪声，在MANATEE软件中对以上各个类型的斜极进行参数化优化，最终获取最优的斜极类型和斜极角度。