新能源车电机转子振动噪声机理及优化方法

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电机转子振动噪声是由于电机运行时，转子的不平衡或径向偏心导致转子在旋转过程中发生振动，从而产生噪声。具体来说，电机运行时，旋转部件的质量分布不均匀或装配不当可能会导致旋转部件在旋转时产生离心力和惯性力，这些力将导致旋转部件发生振动。此外，在电机运行过程中，由于受到磁力的作用，电机的定子和转子之间产生了磁场和电场相互作用力，并且还受到载荷变化的影响，这些因素也会导致振动和噪声的产生。因此，在设计和制造电机时需要考虑减少不平衡、偏心等因素，并采取措施来降低振动和噪声水平。

电机转子的不平衡可以分为两种类型：

静态不平衡：是指转子重心与转轴中心不重合，造成转子在静止状态下就有一定的离心力，从而引起振动和噪声。

动态不平衡：是指转子的质量分布在运转时发生变化，例如磨损、松动、温度变化等因素会导致变形或位移，从而增加或减少离心力的大小和方向，并引起频率和幅值随时间变化的振动和噪声。

这两种不平衡都可能导致电机运行时产生振动和噪声，损害电机零部件，降低电机性能和寿命。因此，在制造和维护电机时需要采取措施来确保转子的平衡性能达到要求，例如使用动态平衡技术进行校正。

除了静态不平衡和动态不平衡，还存在一种偶不平衡。

偶不平衡是指转子在旋转过程中产生了偏心力的另一类情况。与静态和动态不平衡不同的是，偶不平衡是由于转子的质量分布在水平面上存在轴向对称性而产生的。因此在运行时，即使转子重心与轴线重合，在水平面上也可能存在偏心力，导致振动和噪声的产生。

当转子部分不均匀发热和不均匀冷却，会引起转子的热不对称，从而产生轴的热弯曲，大大加剧转子的不平衡。

电机转子振动噪声优化方法主要有以下几种：

动平衡技术：采用动平衡仪对电机转子进行检测，通过在转子上添加校正质量块或移除质量块的方式来消除不平衡，从而降低振动和噪声。

降噪材料：在电机外壳内部或轴承座上使用降噪材料，如泡沫吸音材料、隔音棉等，可以有效地隔离振动和吸收噪声。

优化结构设计：通过优化电机结构设计、改变叶片数量、倾角及间距等方法来降低振动和噪声。

控制电机振动源：采用主从控制、矢量控制等技术对电机运行状态进行实时监测，并根据实际情况进行调整来控制转子振动。

调整工作条件：合理调整电机负载、速度等工作条件，避免过载或过速运行，减少转子负荷变化引起的振动和噪声。

加强维护管理：定期清洗和维护电机，及时排除故障，保持电机的良好运行状态，减少振动和噪声的产生。

对于偶不平衡，可以采取以下措施来降低振动和噪声：

提高制造精度：通过提高加工精度、组装精度等方式减小零件的尺寸误差和间隙，从而减少偶不平衡的影响。

使用优化结构：通过优化转子结构设计、改变叶片数量、倾角及间距等方法来降低振动和噪声。

采用自适应控制技术：通过实时监测电机运行状态及各种参数，并根据实际情况进行调整来降低振动和噪声水平。

这些措施可以单独或结合使用，以达到降低电机振动和噪声水平的目的。

来源：汽车NVH云讲堂

振动汽车新能源电场电机材料 NVH 控制

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首次发布时间：2023-07-04

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