驱动电机零阶模态及振动噪声浅析

一、电机振动原因 永磁同步驱动电机是电动汽车的核心零部件之一，其性能优劣直接决定了整车的品质。驱动电机的振动会产生严重的噪声污染，影响乘坐舒适性，更重要的是会使其性能有所下降。目前，电动汽车驱动电机的振动和噪音问题一直是我国电动汽车制造的薄弱环节，其技术很难达到国际标准的要求。 一般来说，逆变器控制的驱动电机振动原因可以简要概括四类：

（1）电磁噪声 电机气隙磁场相互作用产生随时间和空间变化的电磁力波，这种电磁力波将引起电机定子和壳体产生振动。定子与壳体的振动进而又引起周围空气的振动即产生电磁噪声。特别是当电磁力波的空间阶数与频率分别与定子结构模态振型与频率接近时，将会引起严重的共振。

（2）机械噪声 驱动电机的机械噪声一般由制造与装配时导致的偏心（静偏心、动偏心、混合偏心、定转子尺寸加工精度不良等）与轴承噪声引起。轴承因温升过高、载荷过大，润滑不良与安装不到位等使其出现异响，加剧轴承噪声。

（3）空气动力噪声 空气动力噪声，多产生于采用风扇自冷的电机。风扇叶片高速旋转，使周围气体产生涡流扰动以及周期性脉动，导致被搅动的气流碰撞散热筋、紧固螺栓和其他突出障碍物而产生噪声。为了减小空气阻力，高速运行的驱动电机转子结构件一般均未采用突出的紧固螺栓及散热筋，致使空气动力噪声在驱动电机领域并不明显。

（4）开关噪声 控制器开关频率引起的一系列电流谐波，与气隙磁场相互作用产生的力波作用在定子上使其产生高频的振动噪声。开关噪声与其控制有直接相关，采用PWM可以很好地削弱开关噪声。