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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：一种表面磁极式永磁同步电机的呼吸模态振动抑制方法，涉及一种电机振动抑制方法。获取定子齿上激发呼吸模态振动的电磁力频率；确定与呼吸模态振动相关的转子谐波磁动势的次数；调整与呼吸模态振动相关的转子谐波磁动势幅值；注入谐波电流并计算注入后的定子齿上的径向集中电磁力；获取与呼吸模态振动同频率的谐波电磁力的幅值与相位；计算谐波电流对损耗与效率的影响。通过调整转子谐波磁动势并注入正相序和反相序谐波电流，改变每个定子齿上激发呼吸模态振动的电磁力间的相位差，将原本的呼吸模态振动转变为非呼吸模态振动，实现对电磁振动噪音的显著抑制。

主权项：1.一种表面磁极式永磁同步电机的呼吸模态振动抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、获取定子齿上激发呼吸模态振动的电磁力频率通过有限元法计算每个定子齿受到的径向集中电磁力，并对其进行傅里叶变换获得各次谐波电磁力的频率、幅值与相位，计算相邻定子齿上各次谐波电磁力的相位差，谐波电磁力间的相位差为零时，其对应的频率为定子受到该谐波电磁力所激发出的呼吸模态振动的频率；步骤二、确定与呼吸模态振动相关的转子谐波磁动势的次数根据麦克斯韦应力张量法解析出转子谐波磁动势、基波电流磁动势与气隙中的电磁力波的函数关系，得到电磁力波各次谐波的幅值、频率与空间阶次，考虑定子齿槽结构对电磁力波的调制作用，空间阶次等于0或定子齿槽数整数倍的电磁力波能够激发呼吸模态振动，以此计算出能够使电磁力波的空间阶次满足激发呼吸模态振动条件的转子谐波磁动势的次数；步骤三、调整与呼吸模态振动相关的转子谐波磁动势的幅值通过在有限元模型中改变磁钢极弧形状，降低步骤二中获得的转子谐波磁动势的幅值，该转子谐波的幅值需要在迭代过程中逐渐降低，但不能完全降为零，直至抑制效果满足要求；步骤四、注入谐波电流并计算注入后的定子齿上的径向集中电磁力根据麦克斯韦应力张量法解析出定子绕组中注入频率相同且相序相反的谐波电流后的新增电磁力波，公式如下： 式中，Mδ表示δ次转子磁动势的幅值，ω1表示额定电角频率，Ma1表示基波电流磁动势中的1次谐波幅值，Z表示定子齿槽数，p表示极对数，Λ0表示平均气隙磁导，Λv表示v次谐波气隙磁导,μ0表示真空磁导率，Mk+表示k次正相序电流的磁动势幅值，Mk-表示k次反相序电流的磁动势幅值，表示正相序谐波电流的相位，表示反相序谐波电流的相位，通过使新增电磁力波与呼吸模态振动在频率上相等，确定需要注入谐波电流的频率，谐波电流的幅值与相位通过迭代计算获得，最后计算注入谐波电流后的定子齿上的径向集中电磁力；步骤五、获取与呼吸模态振动同频率的谐波电磁力的幅值与相位通过对步骤四中获得的径向集中电磁力进行傅里叶变换，获取与步骤一中确定的呼吸模态振动频率相同的谐波电磁力的幅值与相位，若谐波电磁力幅值相等且相位差等于2p*360°Z，则谐波电流的幅值与相位满足要求，进行下一步，否则返回步骤四；步骤六、计算谐波电流对损耗与效率的影响在有限元模型中计算电机注入谐波电流后的损耗与效率，并对比是否满足要求，若是，则输出磁钢极弧形状与谐波电流参数为最终方案，若否，则返回步骤三，直至达到满足要求。

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