專利名稱：一種降低永磁直流電機(jī)電磁噪聲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁直流電機(jī)，特別是一種降低永磁直流電機(jī)電磁噪聲方法。
背景技術(shù)：
車用后雨刮電機(jī)是直流永磁電機(jī)，一般都安裝在乘客艙后部，電機(jī)的工作噪聲直接影響車上乘員的舒適性。電機(jī)的噪聲主要由機(jī)械噪聲和電磁噪聲構(gòu)成，這兩種噪聲的特點(diǎn)如下機(jī)械噪聲的頻率較高，聲源易于判斷，對(duì)噪聲的控制難度不大。電磁噪聲頻率較低，很容易引起車身部分的共振，使本來(lái)聲強(qiáng)級(jí)別較低噪聲變得讓乘員不舒服。雨刮器一旦工作起來(lái)，那種“嗡嗡”的聲音甚至讓人感覺(jué)煩躁。這種“嗡嗡” 聲就是電磁噪聲，或者說(shuō)是經(jīng)車身共振后被放大了的電磁噪聲。這種噪聲頻率較低聲，經(jīng)測(cè)試一般在200-400HZ之間。由于頻率較低，一是與車身系統(tǒng)的固有頻率很接近，很容易引起共振，二是因?yàn)轭l率較低的聲音在傳播過(guò)程中衰減較慢且傳播途徑不容易被阻隔。電磁噪聲的產(chǎn)生的原因很多，主要以下兩大原因氣隙動(dòng)態(tài)偏心。動(dòng)態(tài)偏心是由轉(zhuǎn)子橢圓、轉(zhuǎn)軸彎曲、鐵心與軸承不同心、磁鋼裝配位置傾斜等原因造成的，造成一邊氣隙大，另一邊氣隙小，磁阻沿圓周產(chǎn)生周期變化，使基波磁勢(shì)增加了一個(gè)諧波分量，諧波次數(shù)，隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心位置在不斷改變，引起了旋轉(zhuǎn)頻率的單邊磁場(chǎng)拉力而產(chǎn)生噪聲。磁鋼的表面磁通密度分布不理想。雨刮電機(jī)一般采用瓦形磁鋼，其表面磁通分布曲線一般都呈馬鞍型。這種兩邊高中間低磁密分布會(huì)使電樞繞組導(dǎo)線在切割磁力線時(shí)受到?jīng)_擊，導(dǎo)致震動(dòng)。而理想的表面磁密分布是正弦分布，電樞在轉(zhuǎn)動(dòng)中切割磁力線時(shí)，因磁力線由疏到密再由密到疏的分布是很平滑地過(guò)度的，電樞的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)因此變得較為平穩(wěn)。電機(jī)制造商們通常是采用提高電機(jī)主要部件的位置精度、采用斜槽電樞等辦法來(lái)抑制電磁噪聲，但無(wú)疑會(huì)大大增加電機(jī)制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種降低永磁直流電機(jī)電磁噪聲方法，利用該方法改變瓦形磁鋼形狀，達(dá)到降低永磁直流電機(jī)電磁噪音的目的。本發(fā)明是由以下技術(shù)方案構(gòu)成的一種降低永磁直流電機(jī)電磁噪聲方法，其方法是改變瓦形磁鋼形狀，使瓦形磁鋼表面磁通密度分布接近正弦分布，或者在磁鋼長(zhǎng)度方向呈階梯分布，降低電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的電磁振動(dòng)，從而降低電磁噪聲。改變瓦形磁鋼的形狀有多種方法一是瓦形磁鋼兩側(cè)面A和側(cè)面B沿瓦形磁鋼圓孤的圓周方向傾斜一個(gè)角度α，側(cè)面A和側(cè)面B的傾斜方向相反，傾斜的角度α —致； 方法二是瓦形磁鋼兩側(cè)面C和側(cè)面D向拱高方向傾斜一個(gè)角度β，側(cè)面C和側(cè)面D的傾斜方向相反，傾斜的角度β —致；方法三是瓦形磁鋼內(nèi)圓孤和外圓孤的圓心不在同一點(diǎn)，兩圓心之距離e大于零，這樣的瓦形磁鋼中部較厚，邊緣較薄。
方法一、方法二這兩種形狀瓦形磁鋼側(cè)面的傾斜使瓦形磁鋼在整體上具有了更均勻的表面磁通密度分布，而這種分布是在瓦形磁鋼長(zhǎng)度范圍內(nèi)通過(guò)每個(gè)截面相同的分布狀態(tài)錯(cuò)位排布；方法三這種形狀的瓦形磁鋼中部厚度大于兩側(cè)，這樣的外形特征使磁鋼的表面磁密分布更接近正弦分布與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn)改變瓦形磁鋼形狀，使磁鋼表面磁通密度分布接近正弦分布，或者在磁鋼長(zhǎng)度方向呈階梯分布，從而使電樞繞組導(dǎo)體每次在切割磁力線時(shí)變得均勻。這樣可降低因零部件裝配后的位置誤差對(duì)電磁噪聲的敏感程度，也就是說(shuō)，只要采用這種特殊形狀的瓦形磁鋼， 其余零部件不作任何改進(jìn)，對(duì)電磁噪聲的抑制效果都很有效。改變瓦形磁鋼的形狀有多種方法。圖1 圖4表示的是磁鋼兩側(cè)邊向中部沿圓周方向傾斜一個(gè)角度，兩側(cè)邊傾斜的方向相反。圖5 圖8表示的是磁鋼兩側(cè)邊向拱高方向傾斜一個(gè)角度，兩側(cè)邊各傾斜的方向相反。圖9 圖12表示的是磁鋼內(nèi)、外弧不同心。無(wú)論采用上述哪一種改型的磁鋼，電機(jī)電磁噪聲的降噪效果都明顯，當(dāng)使用這種磁鋼的電機(jī)和普通磁鋼電機(jī)安裝在車身上測(cè)試對(duì)比結(jié)果尤其明顯。采用上述改型磁鋼后，電機(jī)空載下的轉(zhuǎn)速會(huì)升高3_5%。無(wú)論采用上述哪種改型磁鋼，電機(jī)的氣隙都可進(jìn)一步減小。


圖1為磁鋼兩側(cè)面向中部方向?qū)ΨQ傾斜改變形狀的軸側(cè)圖。圖2為圖3的B-B向剖視圖。圖3為圖1的俯視圖。圖4為圖3的A-A剖視圖。圖5為磁鋼兩側(cè)面向拱高方向傾斜改變形狀的軸側(cè)圖。圖6為圖7的C-C剖視圖。圖7為圖5的俯視圖。圖8為圖7的D-D剖視圖。圖9為磁鋼內(nèi)外弧不同心改變形狀的軸側(cè)圖。圖10為圖11的E-E剖視圖。圖11為圖9的俯視圖。圖12為圖11的F-F剖視圖。圖中1、側(cè)面A，2、側(cè)面B，3、側(cè)面C，4、側(cè)面D，5、內(nèi)圓弧，6、外圓弧。
具體實(shí)施例方式如圖1-12所示，本發(fā)明通過(guò)改變磁鋼形狀降低汽車后雨刮電機(jī)電磁噪聲給出實(shí)施實(shí)例。實(shí)施該發(fā)明，就是把磁鋼加工成圖1、圖5、圖9的任何一種，然后像通常裝配普通瓦形磁鋼一樣，將改變了形狀的磁鋼裝配在電機(jī)殼體內(nèi)。電機(jī)的電磁噪聲已經(jīng)得到抑制。本發(fā)明的具體實(shí)施實(shí)際上是確定磁鋼改變形狀的參數(shù)。現(xiàn)將上述三種改變磁鋼形狀的方式陳述如下圖1所示磁鋼。磁鋼側(cè)面Al和側(cè)面B2沿磁鋼圓弧的圓周方向傾斜，側(cè)面Al和側(cè)面B2的傾斜方向正好相反，但傾斜的角度α必須一致，一致性越高降噪效果愈顯著。角度α的數(shù)值按經(jīng)驗(yàn)在4 6度之間選取。圖5所示磁鋼。磁鋼側(cè)面C3和側(cè)面D4向磁鋼拱高方向傾斜，側(cè)面C3和側(cè)面D4傾斜方向正好相反，傾斜角度β必須一致，同樣，一致性越高降噪效果愈顯著。傾斜角度β的數(shù)值按經(jīng)驗(yàn)在4 6度之間選取。圖9所示磁鋼。 磁鋼的內(nèi)圓弧5和外圓弧6的圓心不在同一點(diǎn)，兩圓心之距離e大于零，這樣的磁鋼中部較厚，邊緣較薄。這種形狀的磁鋼所得到效果是選擇不同的e值，電樞鐵心感受到的有效表面磁通分布接近或遠(yuǎn)離正弦分布狀態(tài)。根據(jù)電機(jī)的具體情況，適當(dāng)選擇內(nèi)圓弧半徑R1、外圓弧半徑R2，偏心距e的數(shù)值組合，可得到較滿意的降噪效果。
權(quán)利要求
1.一種降低永磁直流電機(jī)電磁噪聲方法，其特征在于其方法是改變瓦形磁鋼形狀， 使瓦形磁鋼表面磁通密度分布接近正弦分布，或者在磁鋼長(zhǎng)度方向呈階梯分布，降低電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的電磁振動(dòng)，從而降低電磁噪聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低永磁直流電機(jī)電磁噪聲方法，其特征在于改變瓦形磁鋼的形狀有多種方法一是瓦形磁鋼兩側(cè)面A(I)和側(cè)面B(2)沿瓦形磁鋼圓孤的圓周方向傾斜一個(gè)角度α，側(cè)面A(I)和側(cè)面Β(2)的傾斜方向相反，傾斜的角度α —致; 方法二是瓦形磁鋼兩側(cè)面CC3)和側(cè)面D(4)向拱高方向傾斜一個(gè)角度β，側(cè)面CC3)和側(cè)面 D(4)的傾斜方向相反，傾斜的角度β —致；方法三是瓦形磁鋼內(nèi)圓孤(5)和外圓孤(6)的圓心不在同一點(diǎn)，兩圓心之距離e大于零，這樣的瓦形磁鋼中部較厚，邊緣較薄。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種降低永磁直流電機(jī)電磁噪聲方法，其特征在于方法一、 方法二這兩種形狀瓦形磁鋼側(cè)面的傾斜使瓦形磁鋼在整體上具有了更均勻的表面磁通密度分布，而這種分布是在瓦形磁鋼長(zhǎng)度范圍內(nèi)通過(guò)每個(gè)截面相同的分布狀態(tài)錯(cuò)位排布；方法三這種形狀的瓦形磁鋼中部厚度大于兩側(cè)，這樣的外形特征使磁鋼的表面磁密分布更接近正弦分布。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種降低永磁直流電機(jī)電磁噪聲方法，該方法就是改變磁鋼形狀，使瓦形磁鋼表面磁通密度分布接近正弦分布，或者在磁鋼長(zhǎng)度方向呈階梯分布，降低電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的電磁振動(dòng)，從而降低電磁噪聲，改變瓦形磁鋼的形狀有多種方法一是磁鋼兩側(cè)面沿瓦形磁鋼圓孤的圓周方向傾斜一個(gè)角度，兩側(cè)面的傾斜方向相反；方法二是磁鋼兩側(cè)面向拱高方向傾斜一個(gè)角度，兩側(cè)面的傾斜方向相反；方法三是磁鋼內(nèi)外圓孤不同心。本發(fā)明通過(guò)改變瓦形磁鋼形狀，實(shí)現(xiàn)降低永磁直流電機(jī)電磁噪音。
文檔編號(hào)H02K1/06GK102255401SQ201110178239
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者鐘大剛 申請(qǐng)人:貴陽(yáng)萬(wàn)江航空機(jī)電有限公司