永磁同步电机由于其高功率密度和***率的特点得到了越来越广泛的应用,尤其是加工简单、容错性能好等一系列优点,近几年在新能源汽车领域有着压倒性的市场占有率,因此,分析该类电机的噪声问题成为电动车Benchmark测试中一项重要的工作,而小编对永磁同步电机的噪声源分布也极为感兴趣,今天就带着大家来一探究竟。
对于永磁同步电机(以下简称电机)的噪声来说,无非是以下两类:
1、机械噪声
转子转动不平衡、轴承等因素造成;
2、电磁噪声
定子内表面的电磁力,永磁同步电机正弦余弦,转子偏心及电流谐波等因素造成。
1) 分数阶噪声:幅值比较大的包括3.2和4.8阶噪声;
2) 6、12、18、24、30、36、42、48、54、60、66、72和78阶噪声;
3) 7、8、17、19、20、35、37、38和43阶噪声;
4) 以开关频率(9000Hz)为中心的阶次噪声,主要有:(k=1、2、3和4)
5) 共振噪声:比较明显的共振区域分三段:1180~1389Hz、2411~2822Hz和3200~3425Hz。
无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM) 和永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PM***)是常用的永磁电机。这两种电机具有很大的相似之处,然而两者统一中也存在对立的一面,两者在结构、运行性能、控制方法等方面具有一些差异。
1 BLDCM 与 PM*** 的界定目前,国内外关于 BLDCM 与 PM*** 的界定方法不一。
根据 BLDCM 的结构和工作原理将BLDCM 定义为“一种转子为永磁体,带转子位置信号,通过电子换相控制的自同步旋转电机”。
根据定子电流波形对 BLDCM与 PM*** 进行界定。将电流波形为梯形波或者方波的无刷电机定义为无刷直流电机,将电流波形为正弦波的无刷电机定义为 PM***。将电流波形为梯形波、方波和正弦波的无刷电机都统称为 BLDCM。
2 结构比较BLDCM 和 PM*** 的基本结构相似。
以三相全桥式逆变电路驱动为例。两者均是由转子位置检测装置、电动机本体及电子换相器(逆变器和控制器)三部分组成 。BLDCM 和 PM*** 电机本体设计所用的材料没有本质差别,都是根据具体应用场合而定。为减少齿槽转矩脉动、电机噪声与振动,BLDCM 和 PM*** 的定子槽口设计通常均采用定子斜槽、分数槽、转子斜极、辅助凹槽及齿槽宽配合法等 。
永磁同步电机还有一个特点就是速度越高优势越明显,它的转速可以根据要求来设计,速度高时,电机体积小,耗材少,单位功率的成本低。普通异步电机的转速由磁极数决定,直流永磁同步电机的控制系统,常用2极或4极,异步电机的转速在50Hz时2极的高工作转速不会超过2900转/分,泵的叶轮的设计只能根据这个转速来设计。
如果再提高转速,则要采用矢量变频器对交流异步电机变频提速,但是变频的异步电机的体积重量还是小不了,效率也不能提高多少,是没法与同步电机的优良性能相比的。
永磁同步电机,可以提高电机转速,这个转速该高到如何呢,根据材料工艺来定,一般选4000至7000转/分为合适,如果把密封、轴承、轴、叶轮等关键材料以及加工工艺解决好,特别是叶轮、转子、轴等制作好,同心度高,高速运行时能平稳不震动,永磁同步电机调速接线,这样就可以把转速选定得更高,如10000转/分,南通永磁同步电机,产品的性能就发生了质的变化,就是一个高科技的全新产品。
同步电机的恒转速功能使泵在电网电压变化时能使流量和扬程保持不变,能宽电压使用而保持工作的良好稳定性。
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