關于永磁有刷直流電機振動與噪聲分析第1頁，共12頁，2022年，5月20日，5點14分，星期五車輛NVH涉及面非常廣車身發動機、變速器及動力系統底盤及懸架環境控制因素電器設備……在所有動態性能領域（NVH，安全碰撞，操控，燃油經濟性等）中，NVH是涉及面最廣的領域。第2頁，共12頁，2022年，5月20日，5點14分，星期五永磁有刷直流電機在車輛上應用EPS助力電機電動玻璃升降器高檔轎車的供熱通風與空氣調節系統各種風扇雨刮噴水泵后視鏡······

第3頁，共12頁，2022年，5月20日，5點14分，星期五永磁有刷直流電動機的結構原理

有刷電機的定子上安裝有固定的主磁極和電刷，轉子上安裝有電樞繞組和換向器。直流電源的電能通過電刷和換向器進入電樞繞組，產生電樞電流，電樞電流產生的磁場與主磁場相互作用產生電磁轉矩，使電機旋轉帶動負載。第4頁，共12頁，2022年，5月20日，5點14分，星期五電機振動、噪聲的分類和來源

第5頁，共12頁，2022年，5月20日，5點14分，星期五電機的機械噪聲

電機用軸承一般分為滾動軸承和滑動軸承兩類。滾動軸承的振動與滾珠的制造精度，潤滑條件，外圈固有頻率，轉速，負載，溫度等因素有關。滑動軸承的振動與滑動面的硬度，潤滑條件，軸承油膜穩定性以及制造工藝有關。

具備電刷結構的電機電刷與換向器（或滑環）的滑動接觸會產生振動和噪聲。

轉子的動不平衡是電機機械噪聲的主要噪聲源。因制作精度、安裝精度和磨損等原因形成的轉子不平衡會使轉子在旋轉過程中產生離心力擾動，從而激發結構振動。第6頁，共12頁，2022年，5月20日，5點14分，星期五電機的空氣噪聲

空氣動力噪聲是由空氣流在空間移動過程中分子間相互碰撞作用或空氣流碰撞固態介質而產生的噪聲。電機產生的空氣動力噪聲，主要是由于電機轉子的高速旋轉而帶動電機機身內空氣做渦流運動而產生的旋轉脈動噪聲，聲源具有指向性，輻射聲功率與電機轉子帶動的氣流速度的六次方成正比。另外，電機工作機身溫度升高時，電機機身外的空氣會流入電機機身內，由于流入空氣質量或受熱量的不均勻，會產生脈動噪聲，這種噪聲聲源的輻射沒有指向特性，聲輻射功率與氣流速度的四次方成正比。電機中空氣動力噪聲的大小還與轉子的幾何形狀、轉子的表面粗糙度、轉子偏心量以及電機的工作速度有關系。第7頁，共12頁，2022年，5月20日，5點14分，星期五電機的電磁噪聲車用電機為12V小電機無散熱風扇，不存在空氣動力噪聲；機身小巧輕薄，機械噪聲小；故電磁噪聲是此類電機最主要的噪聲。作用在電機定、轉子上的時變電磁力會激勵電機結構，引起電磁振動，從而使電機輻射電磁噪聲。電機氣隙磁場存在于電機定、轉子間的微小的空氣間隙中。氣隙磁場是機電能量轉換的中介，同時也在電機的定、轉子上產生徑向、切向電磁力。這些電磁力在把電能轉化為機械能的同時，也作用在定、轉子結構上，從而引發電機電磁振動。定子一般直接連接到電機外殼上，相比于轉子振動，定子振動較易引起外殼的結構振動和噪聲。第8頁，共12頁，2022年，5月20日，5點14分，星期五永磁有刷直流電機的磁場與電磁力

有刷永磁直流電機的徑向氣隙磁場是一種周期性的旋轉磁場，這種旋轉磁場會作用在電機結構上，產生旋轉電磁力。

作用在永磁體的內表面上的電磁力是一種周期性的旋轉壓力波（麥克斯韋應力）。正是這種作用在電機結構上的旋轉壓力波，引起電機結構的振動，從而使電機輻射出電磁噪聲。

電磁激勵力的頻率為電機轉速和轉子齒數乘積的整數倍，引發電機振動和噪聲的電磁力主要作用在永磁體內表面上。第9頁，共12頁，2022年，5月20日，5點14分，星期五轉子偏心與膠水對電機電磁振動和噪聲的影響

電機轉子偏心距可改變定、轉子間的氣隙厚度，從而影響電機氣隙磁場，進而改變電機電磁力的分布。轉子靜偏心加劇了永磁電機的電磁振動和噪聲，電機振動主要集中低于電機固有頻率的頻率范圍內；與正常永磁電機相比，轉子偏心易在電機固有頻率范圍內的增加輻射聲壓級。在永磁有刷電機中，環氧樹脂膠被人工涂布在永磁體和定子上，凝固后的膠水厚度很難保持均勻一致。這樣，較厚的膠體就像柔軟的彈簧，軟彈簧降低了電機結構的剛度，從而導致了較低的模態固有頻率。膠體厚度是導致永磁電機出現噪聲分布不一致的關鍵參數。第10頁，共12頁，2022年，5月20日，5點14分，星期五小結

直流電機的噪聲主要是由于電磁影響、機械摩擦、空氣旋流或涌入而產生的，抑制由于電磁影響產生的噪聲重在設計時電樞繞組、極齒、齒槽和勵磁磁場分布的合理性，抑制由于機械摩擦產生的噪聲重在電機動靜平衡和摩擦接觸面的