电机振动噪声建模分析：基于Motor-CAD的永磁同步电机E-NVH仿真分析（单一工况点噪声）
2023年6月20日 13:54目前，新能源汽车电机的噪声问题变得越来越突出，电机的电磁振动噪声是设计人员研究的热点问题，而电磁振动噪声的激励源电磁力波至关重要。本文基于Motor-CAD对永磁同步电机进行电磁振动噪声（E-NVH）仿真分析，为永磁同步电机的E-NVH分析提供理论依据，并为永磁同步电机的E-NVH提供优化途径。
Motor-CAD是全球领先的新能源汽车电机选型分析及设计软件，用于新能源汽车电机的选型匹配，优化设计，竞品分析，拆解分析等。开发至今，已被全球主要的整车生产企业、电机生产商、科研机构及高校等广泛使用。
Motor-CAD集成化软件包，可在选型、设计阶段高效地对电机进行电磁和热性能测试；软件包括：电磁（EMag）、热（Therm）、机械模块（Mechanical）和虚拟实验室（Lab）四个模块，可在几分钟内精确评估电磁、热和电磁振动噪声特性。
本例以一台48S8P永磁同步电机为例，对电机的电磁噪声进行仿真分析。通过Motor-CAD中的Mechanical模块对电机E-NVH进行仿真分析，为后续的降噪方案提供思路。下图所示电机的Motor-CAD模型图，内置式永磁同步电机，具体的结构参数设置在此不再赘述。
#1
在建立好电机模型后，需要将气隙网格进行加密
#2
切换到机械模块进行设置：
#3
激励设置：
#4
结果计算分析
4.1模态计算结果，如下图所示为计算得到模态等效集中质量、等效集中刚度及模态固有频率。
4.2 电磁力结果分析：在分析电磁振动噪声时，主要是分析靠近定子侧的电磁力。下图所示为电机气隙一点径向力随时间变化波形及fft，从中我们可以得到各次谐波幅值大小。
下图所示为电机气隙时空波形及其二位傅里叶分解，从中我们可以得到各次谐波幅值大小。
下图所示为电机气隙径向力时空波形及其二位傅里叶分解。从中可以看到各次谐波值。
4.3 电磁振动结果分析：
下图所示为定子静态位移，从中可知，0阶0倍频静态位移和8阶2倍频静态位移较大，由4.2节可知这是因为电磁力大的。
下图所示是定子模态放大系数，在各阶模态固有频率处放大系数较大。
下图所示为动态位移，由图可知0阶0倍频静态位移和8阶2倍频静态位移较大，由4.2节可知这是因为电磁力大的。
下图所示为振动速度和振动加速度，由图可知0阶和8阶振动速度、加速度较大。
4.4电磁噪声
下图所示为电机定子辐射声功率，从中可知0阶12倍频，8阶10倍频14倍频辐射声功率较大。
结论
本文以一台48S8P电机为分析样机，利用Motor-CAD进行电机单点转速电磁噪声分析。从中可以分析出电机噪声来源，为电机的电磁振动噪声提供改进依据。
文章来源：天源科技
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