基于多物理场NVH建模的电动汽车开关磁阻电机的仿真



基于多物理场NVH建模的电动汽车开关磁阻电机的仿真

提出一种开关磁阻电机（SRM）的多物理场模型，以模拟电机的声辐射。使用电机的二维有限元模型模拟其磁特性；使用电机的多物理场机电整合模型和控制模拟操作条件。通过有限元分析计算作用在定子上的磁力，并使用磁力作为受迫响应分析中的激励，受迫响应分析包括电机定子结构的有限元模型。声功率水平使用边界元方法计算。显示模型的仿真结果，并与四相8/6 SRM的试验测量结果进行比较。

提出多物理场量分析预测SRM的声辐射特性。SRM模型通过查表的方法搭建，查找表格包括电机的磁特性，通过二维磁场有限元分析的方法获得。一维多畴系统用以模拟所需条件下的电机，相电流和转子位置可以从中获取。振动噪声问题通过有限元分析和边界元方法解决。磁力作为激励，通过应力张量积分获得。

仿真结果与从8/6 SRM试验装置收集的试验数据进行比较。来自SRM模型的相电流与通过试验获得的相电流一致，模拟的声功率水平与通过试验获得的声功率水平相兼容，特别是包含最主要的噪声水平的谐波组件。这些结果的差异主要是因为外壳没有作为结构体系的一部分进行建模。

在分析中提出的多物理场方法包括一系列的模拟仿真、双向耦合和单向耦合。在仿真过程中每一步均允许系统输入或修改，如几何尺寸、材料变化或控制策略的变化等。早期设计阶段该方法可以作为一个强大的工具预测电机的声特性，尤其可应用在与噪声排放相关的汽车行业中。

所描述的方法过程计算困难，需要花费大量的时间，尤其计算定子磁极的磁力密度。

未来工作的目标是通过采用各种操作下磁力数据的查表，使这个过程更快、更自动化。此外，外壳和包括液体冷却套管的结构模型也应添加到振动噪声系统中进行研究。

刊名：IEEE Transactions on Industrial Electronics（英）

刊期：2014年第1期

作者：Fábio L.M.dos Santos et al

编译：王欣欣