永磁同步電機(jī)的振動(dòng)主要來自三個(gè)方面：空氣動(dòng)力噪聲、機(jī)械振動(dòng)和電磁振動(dòng)。空氣動(dòng)力噪聲是由于電機(jī)內(nèi)氣壓急劇變化和氣體與電機(jī)結(jié)構(gòu)摩擦引起的。機(jī)械振動(dòng)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(dòng)是由電磁激勵(lì)引發(fā)，氣隙磁場(chǎng)作用于定子鐵心，引發(fā)定子的徑向形變，傳遞至電機(jī)殼體并輻射噪聲。氣隙磁場(chǎng)的切向分量雖小，但會(huì)引起齒槽轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和電機(jī)的振動(dòng)。在推進(jìn)用永磁同步電機(jī)中，電磁激勵(lì)是主要振動(dòng)源。

在永磁同步電機(jī)的初期設(shè)計(jì)階段，通過建立振動(dòng)響應(yīng)模型，分析電磁激勵(lì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性，預(yù)測(cè)和評(píng)估振動(dòng)噪聲水平，以及針對(duì)振動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以減少振動(dòng)噪聲，提高電機(jī)性能并縮短研制周期。

目前的研究進(jìn)展可以總結(jié)為三個(gè)方面：

1電磁激勵(lì)的研究：電磁激勵(lì)是振動(dòng)的根本原因，研究已經(jīng)開始多年。早期的研究包括電機(jī)內(nèi)電磁力的分布計(jì)算和徑向力的解析式推導(dǎo)。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(xué)者研究了不同極槽配置對(duì)永磁同步電機(jī)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(dòng)響應(yīng)密切相關(guān)，尤其是當(dāng)激勵(lì)頻率接近結(jié)構(gòu)的固有頻率時(shí)，會(huì)發(fā)生共振。國內(nèi)外學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)和仿真研究了電機(jī)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(lì)下振動(dòng)響應(yīng)的研究：電機(jī)振動(dòng)響應(yīng)是電磁激勵(lì)作用在定子齒上引起的，研究者通過分析電磁力的時(shí)空分布，將電磁激勵(lì)加載至電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，得到了振動(dòng)響應(yīng)的數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。研究者還研究了殼體材料的阻尼系數(shù)對(duì)振動(dòng)響應(yīng)的影響。

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審核編輯 黃宇