详情

原文传递一体化电驱动桥的电磁噪声研究

论文题名：	一体化电驱动桥的电磁噪声研究
关键词：	一体化电驱动桥;电磁噪声;异步电机;电磁力波;槽配合
摘要：	一体化电驱动桥是电动汽车的核心部件，为满足驱动电机大功率、高速重载、高效冷却的性能需求，造成电驱动桥电磁振动噪声性能恶化。而电驱动桥的电磁噪声问题对车辆整体NVH性能具有举足轻重的作用，因此很有必要严格控制其电磁噪声。某新型一体化电驱动桥在样机验证时发现存在不可接受的电磁噪声问题，本文分析其产生机理及影响因素，并提出改进方案。　　首先，通过样机振动噪声台架试验详细评估和分析了一体化电驱动桥存在的电磁噪声问题。试验结果表明：在0~2400r/min转速范围内异步电机产生的主要电磁噪声声压级远大于两倍齿轮啮合产生的主要噪声声压级；声压级曲线随转速呈先增大后减小的趋势，电磁噪声峰值达到77.4dB，远超出声压级限值曲线范围；引起该噪声问题的主要振动和噪声阶次是57.6阶和61.6阶。　　然后，为了探究该样机的电磁噪声情况，需要建立电磁振动激励源即径向电磁力波的解析模型和电磁振动噪声仿真模型。同时为准确搭建电磁振动噪声仿真模型，借助解析模型与异步电机输出特性试验、自由模态试验和振动噪声试验分别验证二维电磁有限元模型、三维结构有限元模型和声学边界元模型的有效性。　　其次，基于已建立的模型分析电驱动桥电磁噪声问题产生的原因及影响因素。通过Donnell壳体理论、径向电磁力波时空特性与结构的模态振型、多物理场振动噪声仿真模型分别探究不同时空特性径向电磁力波、振型匹配和结构阻尼对电磁噪声的影响规律。分析得出，在该电驱动桥中电磁振动近似与力波阶数的四次方成反比，低阶力波在低频段具有较高的噪声辐射效率；在调速范围较宽的异步电机中难以避免由于力波阶数与定子铁芯振型匹配发生的电磁共振，这也是该电驱动桥电磁噪声问题的主要原因；电磁振动和噪声均随阻尼比不断增加而降低。　　最后，针对该样机电磁噪声问题，本文通过在异步电机转子开辅助槽和选取最佳槽配合两种方案，以降低径向电磁力波幅值和改变力波振型来对样机进行改进。基于多物理场振动噪声仿真模型计算改进后的电驱动桥电磁噪声，结果表明：通过选取60/74槽配合能保持异步电机在稳态工况下的平均转矩和效率下降幅度不超过5%，并且该方案能使发生电磁共振的稳态工况下电驱动桥1m声压级降低9.8dB，6000r/min转速范围内电磁噪声1m声压级有效值降低4.98dB，使总体声压级曲线保持在噪声限值曲线范围内，满足低电磁噪声的需求。
作者：	李钰杰
专业：	工程(车辆工程)
导师：	邓兆祥
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2021