1 绪言驱动电机是纯电动汽车的动力重心，当电机显露妨碍时其振动噪声会加剧，将告急影响整车痛疾性。电机定子与壳体众采用过盈配合贯串，过盈配合对电机壳体强度

驱动电机是纯电动汽车的动力重心，当电机显露妨碍时其振动噪声会加剧，将告急影响整车痛疾性。电机定子与壳体众采用过盈配合贯串，过盈配合对电机壳体强度影响很小，且具有机闭简陋、对中性好、可经受较大轴向力和扭矩等便宜。驱动电机的实质任务温度周围为-40～150℃，且有强烈的振动，这对电机定子与壳体的实质过盈量有很大影响。为探明定子与壳体间过盈量对电机噪声的影响，以及电机噪声随温度改观趋向，本文以纯电动汽车驱动用48槽8极永磁同步电机为探究对象，采用阶次理解措施，通过对具有分歧定子与壳体过盈量的电机和正在分歧温度下的电机实行了空载匀加快近场噪声测试理解，并给出了电机定子与壳体过盈量取值发起，以举动电机噪声优化的参考。

电机升速与降速进程的噪声信号短长稳态信号，若对此信号直接行使敏捷傅氏变换FFT（Fast Fourier Transformation）实行频谱理解，则会形成“频率混叠”表象。若对电机升速或降速信号以电机轴转角为参考实行恒角度增量采样，则可将电机升速或降速进程的时域非稳态信号转化为角度域稳态信号，此时再实行FFT变换就可能避免“频率混叠”表象。等角度采样又称阶次采样或阶次追踪，是一种有用的非稳态信号理解措施。为确定搜集到的噪声信号与电机转速闭连，正在测试时需引入转速信号举动参考。起首对噪声信号和转速信号分两道以远高于奈奎斯特（Nyquist）采样频率的频率实行等光阴间隔采样，然后依照转速信号猜测转速产生时期，再对此转速下对应的噪声信号实行插值重采样，从而获得近似稳态信号。典范的阶次理解频谱图中，一种是以横轴为参考轴转速，纵轴为声压级，正在图中同时显示总声压与各阶次声压弧线，可能定性地看出各阶次声压正在某频率下对总声压的功勋情景；另一种阶次频谱图采用X坐标为噪声信号频率或者噪声信号频率与参考轴转动频率的比值，即阶次，Y轴代表声压级，Z轴代表参考轴转速或噪声采样光阴，这种暗示措施可能理解噪声正在频域内的散布。阶次算计式为：

永磁同步电机中的刻板噪声要紧有电机转子不均衡惹起的一阶振动噪声及电机的滚动轴承惹起的噪声。滚动轴承尺寸和滚动体个数与其阶次噪声有直接闭连，较常睹的有轴承内、外圈的通过频率惹起的阶次噪声。通过频率是滚珠通过轴承内滚道和外滚道时形成的膺惩特点，外圈和内圈的通过频率算计式[5]为：

式中，fouter、finner为轴承外圈和内圈通过频率；Nb为滚动体个数；fr为参考轴转动频率；Dc为轴承节径；β为接触角；Db为滚动体直径。气氛动力噪声大凡由电机散热电扇等元件以及转子扭转酿成的气氛涡流噪声、电扇扭转使冷却气氛周期性脉动或气体撞击膺惩物而形成的单频噪声、风道中薄壁零件谐振或风道计划分歧理形成的“笛声”等组成。电动汽车驱动用永磁同步电机采用水冷却或自然风冷却，以是不存正在单频噪声和“笛声”，但存正在转子扭转酿成的气氛涡流噪声。又由于永磁同步电机为闭式电机，气氛涡流噪声不行随便转达到电机外部，于是此噪声可能忽视不计。电机气隙磁场感化于电机定子铁芯形成电磁力，电磁力惹起定子铁芯的振动，进而激发电磁噪声。因为气隙磁密波的感化，正在定子铁芯齿上会形成径向电磁力和切向电磁力，此中径向电磁力使定子铁芯形成的振动变形是电磁噪声的要紧泉源，而切向电磁力使定子齿根部弯曲形成限度振动变形，是电磁噪声的次要泉源。关于永磁同步电机，其径向电磁力可由麦克斯韦应力张量法求得[7]，即

式中，Pn为理念要求下惹起电机电磁噪声的径向力波，N/m2；b（θ,t）为气隙磁密，T；μ0=4π×10-7H/m为真空磁导率。正在理念情景下，电机转子径向所受的磁拉力协力为零且径向力波的特点阶次为电机极数的整数倍。但正在实质情景下，因为机闭、零部件的加工及装置和资料磁化等出处，电机缘形成两片面径向不均衡磁拉力，一片面与光阴无闭，对象指向间隙最小对象；另一片面与光阴联系，其震动频率为电频率的2倍。若电机的磁极对数大于3，则惟有与光阴无闭的片面存正在。当采用变频器供电时，永磁同步电机定子电枢响应磁场中形成大宗与开闭频率相闭的谐波因素，明显影响电机气隙磁场中电磁力波的幅值和次数，并会因电磁激振力频率与电机某些模态固有频率亲密而产生共振，进而惹起电机振动和噪声增大。电机的定子与壳体通过过盈配合贯串正在沿道，如图1所示，定子外径为Φ210+0.186+0.154mm，电机壳体内径为Φ210-0.022-0.051mm。采用米勒贝姆公司的数据搜集设置和理解软件正在室温下对48槽8极风冷永磁同步电机实行电机空载匀加快近场噪声测试。噪声搜集麦克风与电机轴处于统一秤谌面，且麦克风头部正对电机壳体，距电机20 cm，如图2所示。图3为加快进程中电机噪声A计权声压级时频图，由图3可看出，电机噪声正在频率为475～620 Hz、电机转速为3 800～4 750 r/min处尤为卓越，且此频率周围内存正在共振带。

为定性理解特定频率周围内分歧阶次电磁噪声功勋情景，对转换过盈量时测得的近场噪声实行阶次理解。因径向力波的频率特点为电机极数的整数倍阶，以是理解的要紧阶次为电机极数8的整数倍。图4为阶次噪声功勋理解结果，由图4可看出，电机转速正在4 275 r/min时噪声显露峰值，总声压级到达97 dB（A）。此转速下8阶电磁力噪声功勋量最大，勾结图3理解可知，此8阶电磁力经电机机闭耦合放大后惹起电机壳体振动；其它阶次电磁噪声正在此转速下噪声功勋相对很小。

采用内径为 mm的壳体、定子外径依旧褂讪来减小过盈量。 图5为减小过盈量后电机噪声A计权声压级时频图，由图5可看出，正在频率为600 Hz、电机转速为4 500 r/min邻近电机噪声昭着低重，为了进一步理解分歧阶次电磁力对电机总声压级的功勋，对电机近场噪声实行阶次理解。 图6为过盈量减小后电机阶次噪声功勋理解结果，由图6可看出，通过减小过盈量，电机噪声最大值正在电机转速为4 475 r/min处，电机近场噪声为88.1 dB（A），比拟于未转换过盈量的电机低重了8.9 dB。

采用内径为 mm的 壳体、定子外径褂讪来增大过盈量。 图7为过盈量增大后的电机噪声A计权声压级时频图，由图7可看出，正在频率约为600 Hz、电机转速为4 500 r/min邻近电机噪声昭着低重，为了进一步理解分歧阶次电磁力对电机总声压级的功勋，对电机近场噪声实行阶次理解。 图8为过盈量增大后电机阶次噪声功勋理解结果，由图8可看出，通过增大过盈量，电机噪声最大值正在电机转速为4 475 r/min处，电机近场噪声为89.3 dB（A），比拟于未转换过盈量的电机低重了7.7 dB。

由上述试验结果可知，定子和壳体的贯串刚度对电机的团体噪声有很大影响。从减小定子铁芯的振动来看，应增大电机定子与壳体的过盈量来增大贯串刚度；从减小电机壳体振动来看，应减小电机定子与壳体的过盈量来减小贯串刚度。因为电机壳体的振动直接辐射噪声，以是从思量低重电机噪声的角度开拔，应起首思量减小电机定子与壳体的过盈量。但与此同时，电机要输出满意计划央浼的扭矩就需求有足够的过盈量来供应扭矩，且增大过盈量也可能优化电机噪声，以是电机定子与壳体的过盈量应正在计划许可的周围内尽量取较大值。

电机定子与壳体是通过热套工艺装置正在沿道。因定子与壳体的热膨胀系数分歧，温度对电机定子和壳体的实质过盈量有很大影响。为探究正在实质工况下电机温度改观对电机噪声的影响，行使上下温试验箱对分歧温度下的电机实行空载匀加快工况近场噪声测试，测试结果如图9所示。

图9 过盈量转换前、后电机噪声随温度改观弧线℃时，过盈量减小的电机噪声大于过盈量增大的电机，正在其它温度区间过盈量减小的电机噪声优于过盈量增大的电机，但随电机温度的升高电机团体噪声呈降落趋向。思量到随电机温度升高会使定子与壳体实质过盈量减小，为供应足够的扭矩，并勾结电机噪声会随电机温度升高而降落的趋向，定子的过盈量应正在许可周围内取较大值。

本文从电动汽车驱动用永磁同步电机定子与壳体过盈量和电机温度两方面临电机噪声实行了试验理解，结果解释，电机的8阶电磁噪声对电机总声压级功勋最大，8阶电磁力经电机机闭耦合放大后惹起电机壳体振动；通过调理电机定子与壳体过盈量可有用低重电机团体噪声，但扩展和节减过盈量之间优化成效不同并不昭着；温度改观对电机定子与壳体过盈量有很大影响，随电机温度的升高，电机团体噪声呈降落趋向;电机定子与壳体过盈量应正在许可的周围内尽量取较大值。