車用同步電機噪聲與振動

前言

本書所用符號說明

第1章車用同步電機噪聲與振動概述……1
1.1車用永磁同步電機噪聲與振動……1
1.2車用爪極同步電機噪聲與振動……4
參考文獻……6

第2章振動力學(xué)基礎(chǔ)……8
2.1多自由度系統(tǒng)的振動……8
2.1.1多自由度系統(tǒng)的動力學(xué)方程……8
2.1.2多自由度系統(tǒng)的自由振動……9
2.1.3多自由度系統(tǒng)的響應(yīng)……11
2.2連續(xù)系統(tǒng)的振動……13
2.2.1薄板的振動……13
2.2.2圓環(huán)的振動……15
2.2.3圓柱殼體的振動……18
2.3旋轉(zhuǎn)機械的平衡……21
2.3.1旋轉(zhuǎn)機械的階次……21
2.3.2單面平衡……21
2.3.3雙面平衡……23
參考文獻……24

第3章工程噪聲基礎(chǔ)……26
3.1聲場的基本理論……26
3.2聲場中的能量……28
3.2.1聲能密度……28
3.2.2聲能流密度……29
3.2.3聲強與聲功率……30
3.3聲壓級和聲強級……30
3.4聲音的頻率……31
3.4.1聲學(xué)計權(quán)……31
3.4.2倍頻程……33
3.5平面波在無界空間中的傳播……33
3.5.1平面波波動方程及其解……34
3.5.2振速與聲壓的關(guān)系……35
3.5.3聲阻抗與介質(zhì)特征阻抗……36
3.5.4平面聲波的能量關(guān)系……36
3.6均勻球面聲波的傳播……37
3.6.1均勻球面聲波波動方程及其解……37
3.6.2球面聲波的聲阻抗率……38
3.6.3球面聲波的聲強和聲功率……39
3.7柱面聲波的傳播……40
3.8聲波的干涉……42
3.8.1疊加原理……42
3.8.2駐波……42
3.8.3聲波的相干性……43
3.9聲波的輻射……44
3.9.1輻射阻抗……44
3.9.2均勻脈動球源的輻射……46
參考文獻……49

第4章工程信號處理基礎(chǔ)……50
4.1數(shù)學(xué)變換……50
4.2信號的采樣和截斷……54
4.2.1信號的截斷和泄露……54
4.2.2窗函數(shù)的選擇……57
4.2.3信號的采樣與混疊……58
4.3工程信號的譜分析……62
4.3.1線性系統(tǒng)的相關(guān)函數(shù)和功率譜……62
4.3.2頻響函數(shù)與相干分析……67
4.3.3階次分析與階次跟蹤……70
參考文獻……70

第5章電磁力學(xué)基礎(chǔ)……71
5.1電磁場……71
5.1.1麥克斯韋方程……71
5.1.2時變電磁場的邊界條件……74
5.1.3電磁場動態(tài)位……75
5.1.4標量磁位和向量磁位……77
5.2電磁力……80
5.2.1恒定磁場能量……80
5.2.2磁場的有質(zhì)動力……82
5.2.3體積與應(yīng)力的關(guān)系……85
5.2.4磁場的應(yīng)力張量……87
5.2.5電機轉(zhuǎn)子在氣隙磁場內(nèi)受的電磁力……89
參考文獻……91

第6章同步電機電磁力……92
6.1內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁同步電機的電磁力……92
6.1.1氣隙徑向磁通量密度解析建模……92
6.1.2定子齒表面徑向電磁力解析建模及時空諧波分析……96
6.1.3轉(zhuǎn)子偏心對徑向電磁力的影響……103
6.2外轉(zhuǎn)子永磁同步電機的徑向電磁力與轉(zhuǎn)矩……108
6.2.1轉(zhuǎn)子表面徑向電磁力解析建模及時空諧波分析……108
6.2.2考慮結(jié)構(gòu)特征的電機轉(zhuǎn)矩建?！?13
6.2.3輪轂電機電流諧波來源及特征分析……120
6.2.4輪轂電機轉(zhuǎn)矩波動階次特征分析及幅值預(yù)測……130
6.3軸向永磁同步電機的電磁力與轉(zhuǎn)矩……134
6.3.1氣隙軸向磁通量密度解析建?！?34
6.3.2軸向電磁力解析建模……139
6.3.3轉(zhuǎn)子偏心對軸向電磁力的影響……146
6.3.4軸向永磁同步電機轉(zhuǎn)矩建?！?51
6.4車用爪極發(fā)電機的電磁力……159
6.4.1氣隙徑向磁通量密度解析建模……159
6.4.2考慮漏磁及飽和的磁通量密度模型修正……168
6.4.3徑向電磁力解析建?！?82
參考文獻……187

第7章同步電機結(jié)構(gòu)振動……189
7.1徑向電機的振動理論……189
7.1.1徑向電機各向同性模態(tài)解析……189
7.1.2徑向電機各向異性模態(tài)解析……192
7.1.3徑向電機振動響應(yīng)計算……193
7.2軸向電機的振動理論……195
7.2.1軸向電機模態(tài)解析建模……195
7.2.2軸向電機振動響應(yīng)計算……198
參考文獻……200

第8章同步電機聲輻射與評價……201
8.1電機聲輻射效率……201
8.1.1徑向電機聲輻射效率……201
8.1.2軸向電機聲輻射效率……202
8.2電機噪聲計算……203
8.2.1電機聲功率……203
8.2.2電機聲壓級……203
8.3電機聲品質(zhì)……203
8.3.1響度……203
8.3.2尖銳度……204
8.3.3波動度與粗糙度……204
8.3.4語音清晰度……205
參考文獻……206

第9章車用電機振動與噪聲測試……208
9.1電機振動噪聲測試與限值標準……208
9.1.1電機振動噪聲測試標準……208
9.1.2噪聲限值標準……211
9.2電機模態(tài)測試方法及應(yīng)用……211
9.2.1電機模態(tài)測試方法……211
9.2.2模態(tài)測試法的應(yīng)用……215
9.3電機振動噪聲測試方法及應(yīng)用……224
9.3.1測點布置……225
9.3.2測試工況……225
9.3.3數(shù)據(jù)處理……226
參考文獻……227

第10章集中式驅(qū)動電機的電磁振動與噪聲控制……228
10.1集中式驅(qū)動電機聲振預(yù)測模型……228
10.1.1電磁仿真建模及試驗驗證……228
10.1.2結(jié)構(gòu)有限元建模與參數(shù)識別……229
10.1.3電機聲振仿真與試驗驗證……233
10.2集中式驅(qū)動電機聲振機理分析……246
10.2.1不同極槽配合集中式驅(qū)動電機的電磁力分析……247
10.2.2定轉(zhuǎn)速下不同極槽配合電機振動和噪聲分析與比較
10.2.3不同負載和轉(zhuǎn)速下的不同極槽配合電機振動和噪聲分析與比較
10.3集中式驅(qū)動電機減振降噪方案……259
10.3.1峰值對應(yīng)的電磁激勵來源分析……260
10.3.2基于槽口寬度與永磁體倒角優(yōu)化的集中式驅(qū)動電機噪聲控制
10.3.3基于轉(zhuǎn)子斜極與永磁體分段偏移的集中式驅(qū)動電機噪聲控制
10.4轉(zhuǎn)子偏心對集中式驅(qū)動電機振動噪聲的影響……275
10.4.1不同偏心形式下的振動噪聲分析……275
10.4.2不同偏心量下的振動噪聲分析……278
10.4.3動態(tài)偏心下的振動噪聲試驗驗證……279
10.5電流諧波對集中式驅(qū)動電機振動噪聲的影響……281
10.5.1調(diào)制引起的電流諧波對高頻振動噪聲的影響……281
10.5.2低階電流諧波對振動噪聲峰值的影響……282
10.5.3電流諧波對心理聲學(xué)指標的影響……289
參考文獻……291

第11章輪轂驅(qū)動電機的電磁振動與噪聲控制……293
11.1輪轂驅(qū)動電機聲振預(yù)測模型……293
11.1.1電磁仿真建模及試驗驗證……294
11.1.2結(jié)構(gòu)有限元建模與參數(shù)識別……295
11.1.3電機聲振仿真與試驗驗證……297
11.2輪轂驅(qū)動電機聲振機理分析……299
11.2.1輪轂驅(qū)動電機噪聲機理分析……299
11.2.2不同極槽配合輪轂電機的聲振特性……302
11.3輪轂驅(qū)動電機減振降噪方案……311
11.4電流諧波對輪轂驅(qū)動電機噪聲與轉(zhuǎn)矩的影響……318
11.4.1電流諧波對軸向輪轂電機噪聲的影響與抑制……318
11.4.2電流諧波對外轉(zhuǎn)子輪轂電機轉(zhuǎn)矩波動的影響與抑制
11.5多普勒效應(yīng)引起的外轉(zhuǎn)子輪轂電機邊頻噪聲分析……329
11.5.1多普勒效應(yīng)引起邊頻階次噪聲分析……329
11.5.2多普勒效應(yīng)引起邊頻階次噪聲驗證……339
參考文獻……343

第12章車用爪極發(fā)電機的電磁振動與噪聲控制……345
12.1爪極發(fā)電機聲振預(yù)測模型……345
12.1.1爪極發(fā)電機電磁力仿真計算及分析……345
12.1.2爪極發(fā)電機約束模態(tài)分析……349
12.1.3爪極發(fā)電機電磁振動噪聲預(yù)測多物理場建模及試驗驗證
12.2爪極發(fā)電機聲振機理分析……362
12.2.1三相12極36槽爪極發(fā)電機電磁振動噪聲機理分析……363
12.2.2不同極槽配合及相數(shù)爪極發(fā)電機電磁振動噪聲規(guī)律研究
12.3爪極發(fā)電機減振降噪方案……378
12.3.1轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)對電磁力及發(fā)電性能的影響分析……378
12.3.2基于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù)多目標優(yōu)化的減振降噪方法……379
12.3.3基于轉(zhuǎn)子輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計的車用爪極發(fā)電機噪聲控制
12.4基于聲振信號的爪極發(fā)電機故障診斷……401
12.4.1電氣故障時爪極發(fā)電機的電流及電磁振動噪聲分析
12.4.2定子齒高不均勻時爪極發(fā)電機的電流及電磁振動噪聲分析……416
參考文獻……424