斜极电机转子扭振声压分析方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及电机，尤其涉及一种斜极电机转子扭振声压分析方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、驱动电机系统为了提高其功率密度和转矩密度，通常采用较高的磁负荷和电负荷，这样虽然会使电机单位体积下出力和出功增加，但同时会使气隙磁场谐波含量增加，从而引起高频的、较高幅值的振动噪声，永磁驱动电机的高频振动噪声已成为行业的痛点和共性问题。目前，一般采用直接耦合联合仿真有限元的方法进行转子扭振的分析，但是由于三维结构场有限元方法的网格剖分数量较多，转子扭振分析的效率低。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种斜极电机转子扭振声压分析方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中转子扭振分析效率低的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种斜极电机转子扭振声压分析方法，所述方法包括以下步骤：

3、获取电机转子所受转矩的轴向空间和时间分量谐波频谱；

4、根据所述轴向空间和时间分量谐波频谱对所述电机的转矩谐波中的行波谐波进行驻波合成，生成转矩脉动驻波谐波；

5、根据所述转矩脉动驻波谐波和电机转子的扭振传递函数曲线，确定所述电机转子的扭振角速度；

6、根据所述扭振角速度，确定所述电机转子的扭振声压级。

7、可选地，所述获取电机转子所受转矩的轴向空间和时间分量谐波频谱，包括：

8、获取电机的转矩波形二维矩阵，所述转矩波形二维矩阵由轴向空间和时域二维矩阵组成；

9、根据所述转矩波形二维矩阵，通过二维傅里叶变换得到电机转子所受转矩的轴向空间和时间分量谐波频谱。

10、可选地，所述获取电机的转矩波形二维矩阵，包括：

11、获取电机的共振转速；

12、将所述共振转速和转矩值工况所需的正弦电流或pwm电流作为输入进行有限元计算，获得所述电机在各斜极角度下的转矩波形；

13、根据斜极角度，将同一电周期内不同时刻的转矩波形进行排列，生成电机的转矩波形二维矩阵，所述转矩波形二维矩阵随时间和轴系空间变化。

14、可选地，所述获取电机的共振转速，包括：

15、基于电机的转子轴系的有限元模型进行有限元分析，计算得到所述转子轴系的固有模态频率；

16、根据所述固有模态频率和所述电机的转子极对数，确定所述电机的共振转速。

17、可选地，所述根据所述转矩脉动驻波谐波和电机转子的扭振传递函数曲线，确定所述电机转子的扭振角速度之前，还包括：

18、基于电机的转子轴系的有限元模型，计算单位轴向驻波转矩谐波下的扭振响应，获得扭振响应模型；

19、在所述扭振响应模型中加载单位幅值的转矩波动，利用频率扫描计算方法，计算单位转矩下的扭振传递函数曲线。

20、可选地，所述根据所述轴向空间和时间分量谐波频谱对所述电机的转矩谐波中的行波谐波进行驻波合成，生成转矩脉动驻波谐波，包括：

21、根据所述轴向空间和时间分量谐波频谱，利用和差化积法对所述电机的转矩谐波中同一时间频率阶次和相反空间阶次的行波谐波进行驻波合成，生成不同时间频率阶次和不同空间阶次的转矩脉动驻波谐波。

22、可选地，所述根据所述扭振角速度，确定所述电机转子的扭振声压级，包括：

23、获取基准扭振角速度和所述基准扭振角速度对应的基准声压级；

24、根据所述基准扭振角速度、所述基准声压级和所述扭振角速度，确定所述电机转子的扭振声压级。

25、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种斜极电机转子扭振声压分析装置，所述装置包括：

26、获取模块，用于获取电机转子所受转矩的轴向空间和时间分量谐波频谱；

27、驻波合成模块，用于根据所述轴向空间和时间分量谐波频谱对所述电机的转矩谐波中的行波谐波进行驻波合成，生成转矩脉动驻波谐波；

28、扭振角速度确定模块，用于根据所述转矩脉动驻波谐波和电机转子的扭振传递函数曲线，确定所述电机转子的扭振角速度；

29、扭振声压级确定模块，用于根据所述扭振角速度，确定所述电机转子的扭振声压级。

30、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种斜极电机转子扭振声压分析设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的斜极电机转子扭振声压分析程序，所述斜极电机转子扭振声压分析程序配置为实现如上文所述的斜极电机转子扭振声压分析方法的步骤。

31、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有斜极电机转子扭振声压分析程序，所述斜极电机转子扭振声压分析程序被处理器执行时实现如上文所述的斜极电机转子扭振声压分析方法的步骤。

32、本发明获取电机转子所受转矩的轴向空间和时间分量谐波频谱；根据所述轴向空间和时间分量谐波频谱对所述电机的转矩谐波中的行波谐波进行驻波合成，生成转矩脉动驻波谐波；根据所述转矩脉动驻波谐波和电机转子的扭振传递函数曲线，确定所述电机转子的扭振角速度；根据所述扭振角速度，确定所述电机转子的扭振声压级。本发明通过对转矩谐波中的行波谐波进行驻波合成，生成转矩脉动驻波谐波，根据转矩脉动驻波谐波和扭振传递函数曲线确定电机转子的扭振角速度，根据扭振角速度获得电机转子的声压级，能够利用扭振的转矩脉动驻波谐波和扭振传递函数曲线得到电机转子的扭振角速度，从而确定电机转子的声压级，无需重复计算结构场，提高了电机转子扭振分析的效率。

技术特征：

1.一种斜极电机转子扭振声压分析方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取电机转子所受转矩的轴向空间和时间分量谐波频谱，包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取电机的转矩波形二维矩阵，包括：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取电机的共振转速，包括：

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述转矩脉动驻波谐波和电机转子的扭振传递函数曲线，确定所述电机转子的扭振角速度之前，还包括：

6.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述轴向空间和时间分量谐波频谱对所述电机的转矩谐波中的行波谐波进行驻波合成，生成转矩脉动驻波谐波，包括：

7.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述扭振角速度，确定所述电机转子的扭振声压级，包括：

8.一种斜极电机转子扭振声压分析装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种斜极电机转子扭振声压分析设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的斜极电机转子扭振声压分析程序，所述斜极电机转子扭振声压分析程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的斜极电机转子扭振声压分析方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有斜极电机转子扭振声压分析程序，所述斜极电机转子扭振声压分析程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的斜极电机转子扭振声压分析方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种斜极电机转子扭振声压分析方法、装置、设备及存储介质，包括：获取电机转子所受转矩的轴向空间和时间分量谐波频谱；根据轴向空间和时间分量谐波频谱对电机的转矩谐波中的行波谐波进行驻波合成，生成转矩脉动驻波谐波；根据转矩脉动驻波谐波和电机转子的扭振传递函数曲线，确定所述电机转子的扭振角速度；根据所述扭振角速度，确定电机转子的扭振声压级。能够利用扭振的转矩脉动驻波谐波和扭振传递函数曲线得到电机转子的扭振角速度，从而确定电机转子的声压级，无需重复计算结构场，提高了电机转子扭振分析的效率。

技术研发人员：宋腾飞,褚文强,张杰,燕秀龙
受保护的技术使用者：深圳市汇川技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15