考慮安裝結構對噪聲影響的爪極汽車發電機噪聲分析方法
2023-06-01 16:21:11
專利名稱：考慮安裝結構對噪聲影響的爪極汽車發電機噪聲分析方法
技術領域：
本發明涉及爪極汽車發電機的噪聲分析方法，特別是一種考慮安裝結構對噪聲影響的爪極汽車發電機噪聲分析方法。
背景技術：
爪極汽車發電機電磁噪聲產生機理及噪聲輻射已成為廣泛關注並研究的課題。研究電磁噪聲產生機理及電磁輻射機理，目的是為了在電機運行時減少電機的輻射噪聲。目前常用的研究方法是:通過集總參數和等效電路的建模仿真，以及相關實驗技術，對電機運行時的電磁噪聲源進行研究，並通過抑制產生電磁噪聲的電磁力以及改進電機定/轉子的剛性，來達到降低汽車發電機的電磁噪聲要求。在這種研究方法中，假設爪極汽車發電機的一個主要噪聲福射機制是定子鐵心的動態響應、機殼、旋轉轉子和定子之間的脈動電磁力相互作用，並通過降低轉矩脈動來達到降低電磁噪聲的目的。事實上，除了電磁力和定轉子剛性對爪極汽車發電機噪聲有影響，發電機的安裝結構對噪聲的影響也是很顯著的。電磁噪聲源、轉矩脈動和安裝結構相關性極高，爪極發電機的輻射噪聲隨著裝配參數的變化而改變。爪極汽車發電機存在一個與響應轉矩脈動的安裝結構有關的噪聲輻射機制，安裝結構對噪聲的反應，是爪極汽車發電機響應電磁轉矩脈動造成的。現有的分析方法在分析爪極汽車發電機電磁噪聲控制技術時，忽略了安裝結構對電機噪聲的影響，造成對爪極汽車發電機電磁噪聲的分析不準確。而且，對於如何分析不同安裝結構對爪極汽車發電機噪聲的影響，以便進一步控制爪極汽車發電機電磁噪聲的問題，迄今沒有相關的公開報導。
發明內容
本發明為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種考慮安裝結構對噪聲影響的爪極汽車發電機噪聲分析方法，以使對極汽車發電機噪聲的分析更加準確，並獲得低噪聲的爪極汽車發電機。本發明為解決技術問題採用如下技術方案:本發明考慮安裝結構對噪聲影響的爪極汽車發電機噪聲分析方法，其特點是按如下步驟進行:a、以發電機的質心為原點01 (0，0，0)，以平行於發電機主軸的中心線方向為X軸
方向，以豎直方向為Z軸方向，以垂直於X軸和Z軸所在平面的方向為Y軸方向，建立空間直角坐標系，確定安裝結構上的四個安裝角的質心在所述空間直角坐標系中的坐標02 (xm、ym> zm)為待優化參數,計算出待優化參數的最小值xmin、ymin> zmin和最大值xmax、ymax> zmax,所述待優化參數需要滿足的初始約束範圍為:xm e (Xniin, Xmax) ym e (ymin, ymax) Zm e (zmin, Zniax)；b、引入旋轉柔度將電機機殼與安裝結構解耦保持電機機殼與安裝結構的相對位置不變，將每個安裝角分解為平動和與電機主軸同旋轉方向轉動的兩個自由度，設置所述安裝角的平動位移參數為:x。、y。、z。，所述安裝角的旋轉參數為:vc、0 c> Φ0 ；則:每個安裝腳各自不同的旋轉柔度巧為= [U,U,c,(j>J (I);每個安裝腳各自不同的勢能為:
權利要求
1.考慮安裝結構對噪聲影響的爪極汽車發電機噪聲分析方法，其特徵是按如下步驟進行: a、以發電機的質心為原點01(0，O，0)，以平行於發電機主軸的中心線方向為X軸方向，以豎直方向為Z軸方向，以垂直於X軸和Z軸所在平面的方向為Y軸方向，建立空間直角坐標系，確定安裝結構(2)上的四個安裝角(3)的質心在所述空間直角坐標系中的坐標02(xm>ym>zm)為待優化參數,計算出待優化參數的最小值XniiPyniil^zniin和最大值Xmax、ymax、zmax，所述待優化參數需要滿足的初始約束範圍為: Xm ∈ (Xmin，Xmax) ∈ (Ymin, ymax)Zm ∈(zmin Zmax); b、引入旋轉柔度將電機機殼(I)與安裝結構(2)解耦 保持電機機殼(I)與安裝結構(2)的相對位置不變，將每個安裝角(3)分解為平動和與電機主軸同旋轉方向轉動的兩個自由度，設置所述安裝角(3)的平動位移參數為n、zc,所述安裝角(3)的旋轉參數為:Ψ。、Θ c> Φε ； 則:每個安裝腳(3)各自不同的旋轉柔度DTc為Dtc =[xc,yc,zc,ψc,θc,Φc]每個安裝腳⑶各自不同的勢能為W=1/2DTc[K]Dc 式(2)中，Dc為DTc的轉置矩陣，K為安裝結構⑵的剛度，[K]為以所述剛度建立的剛度矩陣； C、根據步驟b中設置的電機四個安裝腳的位移參數Xc、yc、Zc和轉動參數Ψ。、θc、φc，以及安裝結構的質量和剛度矩陣，建立考慮旋轉柔度的電機機殼(I)與安裝結構(2)的低階解耦模型； d、對所述低階解耦模型進行振動分析，以每個安裝腳的勢能W為輸入，以通過電機機殼(I)向每個安裝腳(3)傳輸的力F為輸出，在所述初始約束範圍內調整安裝結構(2)上四個安裝腳⑶的質心坐標02(Xm、ym、zm)的位置，獲得對應位置下的每個安裝腳(3)上的力F，當所述每個安裝腳(3)上的力F只有沿Z軸方向的分力時，爪極汽車發電機的噪聲最低。
2.根據權利要求1所述的考慮安裝結構對噪聲影響的爪極汽車發電機噪聲分析方法，其特徵在於:所述低階解耦模型是將安裝結構(2)作為懸臂梁的理想模型。
全文摘要
本發明公開了一種考慮安裝結構對噪聲影響的爪極汽車發電機噪聲分析方法，其特徵是以發電機的質心為原點，建立空間直角坐標系，確定安裝結構上的四個安裝角的質心為待優化的參數，引入旋轉柔度將電機機殼與安裝結構解耦，建立考慮旋轉柔度的電機機殼與安裝結構的低階解耦模型，對低階解耦模型進行振動分析，調整四個安裝角的質心位置，以使電機機殼向每個安裝腳傳輸的力只有沿Z軸方向的分力。本發明使得對爪極汽車發電機電磁噪聲的分析更為準確，並通過優化安裝結構獲得低噪聲的爪極汽車發電機。
文檔編號G01H17/00GK103115670SQ20131003031
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者鮑曉華, 盛海軍, 吳鋒, 李佳慶, 李福英, 魏瓊 申請人:合肥工業大學