永磁同步電機的振動主要來自三個方面：空氣動力噪聲、機械振動和電磁振動。空氣動力噪聲是由于電機內(nèi)氣壓急劇變化和氣體與電機結(jié)構(gòu)摩擦引起的。機械振動是由軸承周期性彈性形變、幾何形態(tài)缺陷和轉(zhuǎn)子軸不平衡引發(fā)的。電磁振動是由電磁激勵引發(fā)，氣隙磁場作用于定子鐵心，引發(fā)定子的徑向形變，傳遞至電機殼體并輻射噪聲。氣隙磁場的切向分量雖小，但會引起齒槽轉(zhuǎn)矩脈動和電機的振動。在推進用永磁同步電機中，電磁激勵是主要振動源。

在永磁同步電機的初期設(shè)計階段，通過建立振動響應(yīng)模型，分析電磁激勵的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性，預(yù)測和評估振動噪聲水平，以及針對振動進行優(yōu)化設(shè)計，可以減少振動噪聲，提高電機性能并縮短研制周期。

目前的研究進展可以總結(jié)為三個方面：

1電磁激勵的研究：電磁激勵是振動的根本原因，研究已經(jīng)開始多年。早期的研究包括電機內(nèi)電磁力的分布計算和徑向力的解析式推導。近年來，有限元仿真方法和數(shù)值分析得到廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外學者研究了不同極槽配置對永磁同步電機齒槽轉(zhuǎn)矩的影響等。

2結(jié)構(gòu)模態(tài)特性的研究：結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性與振動響應(yīng)密切相關(guān)，尤其是當激勵頻率接近結(jié)構(gòu)的固有頻率時，會發(fā)生共振。國內(nèi)外學者通過實驗和仿真研究了電機定子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性，包括影響模態(tài)頻率的因素如材料、彈性模量和結(jié)構(gòu)參數(shù)等。

3電磁激勵下振動響應(yīng)的研究：電機振動響應(yīng)是電磁激勵作用在定子齒上引起的，研究者通過分析電磁力的時空分布，將電磁激勵加載至電機定子結(jié)構(gòu)，得到了振動響應(yīng)的數(shù)值計算和實驗結(jié)果。研究者還研究了殼體材料的阻尼系數(shù)對振動響應(yīng)的影響。

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審核編輯 黃宇