电机电磁噪声：产生机理与降噪策略

文章摘要

电机电磁噪声是影响现代交通工具NVH表现的重要因素，其产生机理主要与电机内部的电磁力波有关，这些力波通过气隙作用于铁心，引起振动并产生噪声。噪声的大小受电磁力、结构件振动特性和电机声学特性等多种因素影响。共振现象、铁心振动、激振力的频率与零部件自振频率的匹配都可能导致噪声增大。 为了降低电磁噪声，可以采取多种有效策略，如采用正弦绕组减少磁势谐波、优化定子和转子的齿槽配合、控制气隙的均匀性和大小、采用斜槽设计减少齿谐波产生以及降低磁密控制共振噪声。

此外，还可以通过设计电枢斜槽、调整气隙和磁性槽楔等方法进一步降低噪声，同时提高轴承精度、优化装配技术和维持动态平衡以减少机械噪声。 综合考虑电机的结构、材料和工艺等因素，可以有效降低电磁噪声，提升电机性能和用户体验，为现代交通工具提供更加静谧的驾驶环境。

正文   

电机作为现代交通工具的核心部件，其性能直接影响到整车的NVH（噪声、振动和粗糙度）表现。电磁噪声，作为电机NVH问题的重要组成部分，一直是工程领域关注的焦点。本文将从汽车NVH专家的角度，深入探讨电机电磁噪声的产生机理，并提出有效的降噪策略。
电磁噪声的产生机理
电磁噪声的根源在于电机内部的电磁力波，它通过气隙作用于铁心，引起铁心振动，从而产生噪声。这种振动与噪声的大小受到多种因素的影响，包括电磁力的大小、结构件的振动特性以及电机本身的声学特性等。

激振力与自振频率的共振
当电机运行时，激振力的频率与零部件的自振频率相吻合，会导致振动和噪声的显著增大。设计和故障因素，如磁拉力不平衡、铁心饱和等，都可能导致电磁噪声的增加。
铁心振动的影响
电磁力作用下的铁心振动是噪声产生的主要来源，尤其是铁心磁轭的振动。定子铁心轭部的振动对噪声的影响尤为显著，因此，降低这部分的振动对于减少电磁噪声至关重要。

降低电磁噪声的有效策略
采用正弦绕组
通过采用正弦绕组，可以减少磁势中的谐波成分，从而有效降低噪声水平。
优化齿槽配合
合理选择定子和转子的齿槽配合，可以减少电磁力波次数较低的情况，进一步降低噪声。
控制气隙的均匀性和值
气隙的均匀性和大小对噪声级有显著影响。通过合理选取气隙值，可以有效降低噪声，但在此过程中需要全面考虑激磁电流和功率因数等因素。
斜槽设计
斜槽设计能够有效减少齿谐波和电磁噪声的产生，是降低噪声的有效手段之一。
降低磁密控制共振噪声
通过控制磁密，可以有效降低因共振而产生的噪声，提升电机的整体性能。

其他降噪方法
除了上述策略，还可以通过设计电枢斜槽、调整气隙和磁性槽楔等方法来降低齿谐波和电磁噪声。同时，在降低机械噪声方面，提高轴承精度、优化装配技术和维持动态平衡等措施也不可忽视。
结语
在设计和使用电机时，我们必须重视电磁噪声问题，并结合上述降噪方法，有效降低电机运行时产生的噪声。通过综合考虑电机的结构、材料和工艺等因素，我们可以显著提升电机性能和用户体验，为现代交通工具的静谧驾驶环境提供坚实保障。