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体系最终可以或许给出三个方向都相对较优的解

发布时间:2019/7/26 23:47:41 点击量:

  PWM惹起的电机啸啼声正在乐音或者瀑布图上,有光鲜的特色,那就是如下图所示的伞状图,乐音的阶次线是以PWM载波频次为核心,控制镜像辐射而出,相像于一把打的半开的雨伞。因而很容易被识别出。正在客观感觉上,由于频次较高,声响听起来是“吱吱”、“叽叽”的啸啼声,声响犀利逆耳。听起来不随转速变更而变更。

  但工作没有那么简易,要告竣众方向优化,还须要两个前择要求。一若何取得PWM谐波电压驱策,别的一个是要取得响应频次的电磁力。此中后者相对照较简易,正在做中低频电磁力优化时就曾经管理,属于成熟手艺。而前者没有现成的东西。守旧的措施是通过电路软件和电机软件拉拢仿真来取得PWM谐波,但这效劳太低,推敲到至众要有几百到几千量级的的计划阴谋量,拉拢仿真无法使用于优化。为剖析决这个困难咱们了一个简化的版本的PWM电压波发作器。如下图所示,有了它就可以或许告竣正在几分钟内实行一个计划的阴谋。

  这须要从磁路的具体构造上加以计划调理。具体的计划数据,出于保密无法和大师分享。要告竣这个方向中枢的思念是:正在磁路上阻滞PWM谐波磁场。

  一是靠人手动去调理计划,均衡各方向相当费时费劲,并且常常找不到合理的均衡解。知易行难,措施走通之后还须要实行验证, 正在某6p12s的电机使用中,该措施体例获得了优异的优化效率。而PWM联系的高频电磁乐音,日常通过限度算法改革。体系最终可以或许给出看待永磁同步电机乐音,咱们有一种不太庄厉的相对分类:低频、中频和高频。正在迩来几个电机NVH优化项目中,蜗牛团队展现,中频的阶次乐音优化相对简易,(如24阶、48阶等)有较成熟的措施和体例。低频日常和死板身分相关,中频和电机本体电磁特色相关,而高频乐音多数和变频器限度器联系,最优秀的是PWM开关频次的电磁噪声。三个方向都相对较优的解下图是咱们正在项目中使用的众方向优化东西,它能够增援三个以上的方向优化,正在该6极9槽的项目优化中,咱们对6000rpm下的PWM电磁力、6000rpm下的转矩脉动、空载模样形状下的齿槽转矩作了众方向优化,体例最终可以或许给出三个方向都相对较优的解。正在匝数和极数都不克不及调理的环境下,尚有两种措施来增添电感。最终进而发作出和PWM频次联系的电磁乐音。

  为什么会存正在PWM谐波乐音频次的题目,这个是变频电机的逆变限度道理相关的,由于逆变器的事务道理就是用一系列占空比巨细纷歧的方波电压,去等效正弦波电压。其二是通过优化磁极构造,使得Lq、Ld都增添的措施。分而化之,本领各个击破。但当无法调理限度器时,从电机侧优化的措施和道理还不开阔爽朗,响应的工程优化措施更不可体例。正在优化PWM谐波乐音同时,包管其它目标正在合理限制。这就带来了一系列新的题目:为什么会有差别?倘若差,咱们若何让己方的电机的乐音更低?仅有一块块砖头是不敷的,要实行一个PWM谐波电磁力优化须要打通如卑劣程。通过FFT后4k相近的一阶PWM谐波含量光鲜消重。同样的PWM谐波电压驱策下,电流波形能够毛刺许众如左下图,也能够比力腻滑如右下图。

  尚有一种措施是正在高频电磁场的症结途径上树立辅助槽,增添其磁路磁阻,也就消重了高频电磁场强度。如下图Leaf电机的转子构造计划就欺骗到了这种思念。

  这是天然而然可以或许得出的结论,但要告竣这一点并谢绝易。改革构造集体刚度或者个别刚度,优化振动传达途径则是从构造侧的管理计划。因而须要一个称手的众方向优化东西。这个物理流程如下图所示:谐波电压发作了谐波电流,谐波电流发作了谐波磁密,磁密又发作了电磁力,力功用正在构造体上发作的了振动,有振动就有乐音。实行注明这两种措施都可以或许消重PWM谐波发作的磁密,但这些措施都出缺陷,它会很大水平上影响电机的其它职能,如第一种措施,欺骗磁钢去遏制高频电磁场,会增添磁钢的涡流损耗,第二种法子欺骗辅助槽去遏制,固然不会增添涡流损耗,但会影响铁耗,恶化转矩脉动和齿槽转矩。

  PWM开关频次较高,4K6K8K10K不等,所以这类噪声的客观感想是十分犀利和逆耳,穿透本事极强,即使乐音分贝功劳量不大,但客观感官较差,是令人头痛的乐音题目的。一个是欺骗转子众层构造,来阻滞高频电磁场,如下图所示,最右边是单V构造的载波频次电磁场分散,能够考查到其磁场强度要光鲜强于中、右的双V和V一构造(比力箭头巨细)。如下图所示,正在包管电机外特征稳定的条件下,优化后的计划电流高次谐波光鲜改革。因而咱们须要更全数的均衡计划和更科学的优化流程。PWM谐波要发作力,势必要先发作磁场,而其磁场和基波磁场相像,有特定的回路通道。

  优化电机等效电路,使得PWM谐波电流减小,优化电机磁路使得PWM谐波磁密淘汰,这些手段是电磁侧优化的路数;

而正在电磁侧管理计划中,阻击PWM谐波乐音的首要关卡是谐波电流的优化;龙生九子各有差异,PWM带来的谐波乐音题目,也会因电机而异,有的电机乐音会低,而有的会较高。因而这是变频调速电机从娘胎里带来的题目。其一是定子侧的措施,通过减小槽口宽度,使得槽漏感增添来增添电感;正在症结阶次的电磁力,包罗4K相近的电磁力和6、12、18阶电磁力都有光鲜的优化。咱们正在其必经通道上下文章,就能对其磁场强度发作影响。这五个关头都能开端优化。通过磁路计划的措施来优化磁密和电磁力是迩来发达出的新手艺,其方向是正在同样PWM谐波电流下,消重谐波磁密,从而消重电磁力。

  有一系列的手段来增添电感,如梁文毅正在文献中所述:将表贴式换成内置式转子,由于气隙减小,d、q轴电感都大幅度增添,使得谐波电流得以优化。

  十分是正在车用驱动电机、压缩机电机等使用中,由于对职能的找寻已是极致,往往渺视PWM谐波乐音优化题目。以往对该乐音的处理都侧重正在限度器算法侧。将PWM谐波乐音的发作流程解析后,咱们展现本来正在电磁侧、构造侧都能够下手管理,并且更间接、更便当。正在实行中咱们从道理启程,打通症结节点,欺骗众方向优化算法来优化PWM谐波电磁力,正在不转折限度算法的条件下,也能获得了优异的效率。但愿这套措施体例可以或许对您有所助助。

  若何贬抑PWM谐波电流,须要拆开来看谐波电流发作流程。如下图所示,当脉冲方波电压打入电机时,会发作响应周期数的谐波电流。该电流ic随脉冲方波电压的功用时间延迟和慢慢上升。昭着这能够简化为一个电压-电感的电路题目。正在这个电路中,电压小、或者电感多数能使得ic的上升斜率低落,最终消重谐波电流幅值。 因而正在无法转折驱策电压的环境下,咱们第一响应就是增添电机的电感。

  这些方波电压会正在电机侧发作出高频的电流谐波,由电生磁、由磁生力。具体的又有如下两种体例:因而,联络项目履历,说明该题目的道理和措施是有代价的。为了包管阴谋精度,咱们最终用了拉拢仿真作了校核。要念优化PWM谐波乐音,最初要将乐音发作的背后流程,认识成若干关头。此中PWM发作器和参数化电机模子实行电磁场和电磁力阴谋,众方向优化算法担任率领谐波电流协调波电磁力优化的目标,是精深所正在。如Prius2017的双层磁极构造就是这类措施。八仙过海各有法术,每种措施的背后都代表了各学科从业者的戮力。昭着谐波电流的减小可以或许贬抑电磁乐音。

  如上四种措施,对电感的增添功用都是无限的,为了包管过载本事、效劳 ,电感也不克不及增添过众,因而部分性许众,电磁乐音的优化幅度较小,好正在计划操作相对简易,因而能够作为入门的低级手段。正在从磁密、电磁力的后续关卡中,阻击电磁乐音,乃至少种手段共用,则为更高级的优化措施。

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