在追求高功率密度、高转矩密度的同时,电驱动电机还必须满足低成本的经济性要求,这导致设计上气隙逐渐减小,气隙磁密提高,使得高磁密问题直接影响到电机的噪音和振动水平。
近年来,皖南电机在低速车微型车领域推出了众多集中绕组式的电机产品。这种设计在减少用铜量的同时,满足了大规模自动化生产的需求,但同时也带来了振动噪音的挑战。集中绕组的分数槽结构产生了大量低阶齿谐波,这些谐波容易与基波配对,产生低空间次数的电磁力波,进而激发出较大的振动响应和噪音。
随着续航里程要求的提高,电动汽车的轻量化趋势明显,电机本体、减速器、车桥、车架的质量都在下降,导致本体和系统的刚度下降,相同的电磁力激励会产生更大的振动响应,甚至可能引发更大的噪音。
要解决振动噪音问题,首先需要明确分析的方法。总体上,可分为自上而下和自下而上两种方法。自下而上是经验派的主要工作方法,类似于破案,先收集证据,分析嫌疑对象,进行调查,然后给出假设逻辑链和证据链。自上而下则是学院派的主要工作方法,相信理论和方法论,在设计时就通过模型技术分析出可能的故障特征,并及时更改设计。
皖南电机在解决振动噪音问题时,可以采取工艺路线、本体设计路线和控制路线等多种方法。其中,工艺路线是一种被动解决方案,如改善浸漆质量、提高结构系统的刚度和阻尼等。本体设计路线是一种本质性解决方案,如槽极比选择、提高气隙均匀度等。控制路线则可以发挥控制器的主观能动性,如谐波管理等。
在处理电机振动噪音问题时,皖南电机应结合工程派和学院派的优势,成为集大成者。例如,黑盒白盒法就是一套新颖的方法,它将电机作为内部不可知的对象(黑盒),关注电机的外特性;同时,也关注电机的理论结构和特性(白盒)。通过白盒模型学习、黑盒实物测试和四步法模型分析,可以全面了解电机的振动噪音问题,并给出优化方案。
总之,皖南电机在解决振动噪音问题时,需要综合考虑理论分析、工况测试和模型仿真等多种方法,结合工程派和学院派的优势,才能取得*佳效果。