《新能源汽车电机噪声分析及处理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新能源汽车电机噪声分析及处理（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录摘要3Abstract3关键词41.绪论41.1新能源汽车发展现状41.2电机噪声问题研究现状51.3本文的研究内容62. 噪声理论分析72.1 电机噪声的分类及控制方法72.1.1 通风噪声72.1.2 电磁噪声72.1.3 机械噪声72.2 噪声源识别方法分析82.3 噪声源识别研究现状812.4 电机噪声处理方法与分析92.4.1 EMI电路滤波处理92.4.2 基于MATLAB的模型仿真92.4.3 基于DSP的数字滤波器103.电机去噪分析113.1 基于EMI电路的去噪实现113.1.1 各型号EMI电路对比113.1.1 RC型EMI电路频率特性133.2 基于MATLAB的
2、去噪仿真模型143.2.1 基于MATLAB的低通滤波去噪143.2.2 基于MATLAB的带通滤波去噪153.3 基于DSP的去噪实现164.结论18致谢18参考文献191摘要在大力发展环境友好性社会的时代，人们对于环境保护的重视程度大大提高，新能源汽车自然而然的开始受到人们的欢迎，政府也是不遗余力地大力推广新能源汽车走向市场，国内外新能源汽车市场日益兴旺蓬勃。电机驱动系统作为新能源汽车的核心组成部分，为汽车提供所需的所有能量，对它还具有电流较大、设计复杂、磁密度高以及需要变频调速等特点，这些特点会在不同程度上增加电机噪声。本文主要介绍电机噪声源理论分析以及电机噪声的分析处理方法。其中主要介
3、绍电机噪声的三种分析处理方法，分别是基于EMI电路的电机去噪、基于MATLAB的电机去噪仿真模型、基于DSP的数字滤波去噪。在实际应用中，EMI电路有着高性价比和较高抑噪能力，所以在实际应用中分布广泛，MATLAB因为其强大的运算能力，在仿真模型方面有着独特的优势，本次实验主要设计的是IIR低通滤波器以及IIR带通滤波器。而DSP数字滤波器在实际软件应用中也有着运行速度快、成本极低以及方便灵活等优势，本次实验设计的是基于DSP的IIR数字滤波器的去噪分析处理。关键词：新能源汽车；电机；噪声；MATLAB；滤波器；DSPAbstractIn the era of vigorous develop
4、ment of environment-friendly society, people attach great importance to environmental protection, new energy vehicles naturally began to be welcomed by people, the Government has spared no effort to promote new energy vehicles to the market, domestic and foreign new energy vehicle market is booming.
5、 As the core component of the new energy vehicle, the motor drive system provides all the energy needed for the vehicle, it also has the characteristics of large current, complex design, high magnetic density and the need of frequency conversion, which will increase the noise of the motor to varying
6、 degrees.This paper mainly introduces the theoretical analysis of motor noise source and the analysis and processing method of motor noise. The paper mainly introduces three kinds of analysis and processing methods of motor noise, which are based on EMI Circuit, motor denoising simulation model base
7、d on MATLAB, digital filter denoising based on DSP. In practical applications, EMI Circuit has a high cost performance and high ability to suppress noise, so widely distributed in practical applications, MATLAB because of its powerful computational ability, in the simulation model has a unique advan
8、tage, this experiment is mainly designed IIR low-pass filter and IIR bandpass filter. DSP digital filter in the actual software application also has the advantages of fast running speed, very low cost and convenient and flexible, this experiment is designed based on DSP IIR digital filter denoising
9、analysis processing.Key words: new energy vehicle;sthe motor;Noise;matlab;filter;DSP1.绪论1.1新能源汽车发展现状20世纪以来，汽车已经发展成为现代社会不可或缺的工具之一，但是汽车的迅速发展却带来了能源和环境的问题，在如今倡导节能和环保的大环境下，新能源汽车及其相关产业迅速发展起来，现在已经国内外汽车行业的研究热点和汽车产业未来发展的方向。我国政府一直致力于建立环境友好型社会，交通行业自然也不例外，早在“十五”规划期间就已经开始投资启动了新能源汽车建设发展项目1。而在“十二五”、以及如今的“十三五” 规划则将
10、节能减排作为汽车行业的发展方向，有关新能源汽车的推广计划已经升级为国家计划，这在很大程度上显示了政府已经决定大力发展新能源汽车，新能源汽车的未来是光明的。新能源汽车的快速发展为新能源汽车电机行业的发展也提供了很好的机遇，它的发展前景十分广阔。而作为一辆新能源汽车的电机的核心部分，电机驱动系统就显得至关重要。电机驱动系统在前进后退、爬坡下坡等复杂路况对于最高效率的使用有限的能量起到至关重要的作用,这种特性也称为驱动特性，这种特性也在很大程度上决定了汽车在其行驶方面的各项性能指标。现在我们所见到的绝大多数新能源汽车（不包括混合动力汽车）中，整车唯一的能量来源就是电机驱动系统,电机系统会提供车辆在行
11、驶中所需要的所有的驱动力,起到了普通的汽车发动机的作用。一辆新能源汽车的满足各项标准指标的电机,对于这辆车的起步停车、前进后退、加速减速，爬坡下坡等基础性能起到决定性的作用，所以新能源电动汽车对于电机有着很高的要求，也有着独一无二的标准。而电机噪声则显然是其中的一方面。新能源汽车电机所产生的噪声对电机产品本身和乘客都会带来不利的影响，有效的控制噪声在合理范围之内是十分有必要的2，也是亟需解决的问题，而选择合适的去噪滤波器就显得格外重要。1.2电机噪声问题研究现状在上世纪40年代初期，就已经有科学家开始研究电机噪声问题，受时代条件所限，当时主要研究的是直流电机和同步电机。国内学者对电机噪声问题的
12、研究相对较晚,从19世纪70年代起,我国一些学者对电机噪声问题进行了研究,并取得了一定的成果。在上世纪90年代末,陈永校和他的团队研究了直流电机、同步电机已及感应电机的噪声机理和各种电机噪声控制的方法,并且提出了判定电机噪声性能好坏的重要标准,总的来说就是驱动电机电磁力的幅值要尽可能的小,而电机的阶数则相反的要高一些,同时气隙磁三分量的参数要在可控范围之内做到很低，还有很容易忽视的一点就是电机定子所表现的固有频率与电磁波的频率在差值上做到尽可能的大,从而可以避免共振。1994年,黄礼文等学者对电机定子铁心的模态特性进行了研究，创造性的提出了如果要控制异步电机的电磁噪声,需要控制的是力极对数和模
13、态阶数之间的关系，除此之外，还需要控制好主波频率和主模态频率之间的关系,并且指出了异步电机在其运行中所产生的很高的电磁噪声是因为它的力极对数与模态阶数相等或者接近，还有电机的主波频率与主模态频率相等或者接近。2010年,刘敏、董大伟等人对交流发电机进行了噪声振动方面的研究,采用的是阶次分析以及频谱分析法,得出了在不同的工况下发电机的噪声幅频特性,意义深远。唐任远,宋志环等人对永磁电机的噪声进行了研究，采用的是解析法以及有限元方法，测量出了电磁激振力和噪声的各种频率成分3。并且指出了永磁电机的噪声频率的大小是与开关频率呈一定的比例关系。通过大量的理论计算以及仿真试验,我们可以将电机的噪声归类为机
14、械噪声、电磁噪声、通风噪声这三大类,并且分析了驱动电机的各个部分及其构件对于电机噪声所起到的影响,同时也有很多学者前辈研究出了计算驱动电机噪声频率的公式及与之相对应的降低噪声的方法。但是，驱动电机是一种结构相对而言较为复杂的常用机械,在实际应用中会受到例如设计、装置、所处环境等各种条件因素的影响。当然，不可忽视的是，电机仍然会不出意外的产生噪声，依靠现如今的科技水平是可以做到控制电机噪声在合理的范围以内，但是想要消除电机噪声无论是在理论上还是在实际应用中都很难实现。我们可以做的是对存在噪声的驱动电机定向分析，首先要做的是识别电机噪声源,具体到产生噪声的电机部件,然后采取较为合理的较低噪声的方法
15、将电机噪声控制在符合要求的范围之内,这也是当前有关新能源汽车电机噪声研究基本都要解决的主要问题之一,而这一方面的研究就目前而言无论是在国内，还是国外都相对较少。1.3本文的研究内容本论文主要研究:1、研究新能源汽车电机去噪的相关理论知识，构建符合实际需求的电机去噪应用体系，提出电机去噪的实际应用方法。2、研究基于EMI低通滤波器的处理电机噪声的硬件应用方法；研究基于MATLAB的滤波去噪仿真辅助模型。3、研究基于TMS320C5509DSP芯片的处理电机噪声的软件应用方法，设计一个适用于新能源汽车电机系统去噪的数字滤波器系统。2. 噪声理论分析2.1 电机噪声的分类及控制方法科学家通过理论计算及仿真试验,将电机的噪声归为机械噪声、电磁噪声、通风噪声三大类。2.1.1 通风噪声电机作为高速运转的机械，在其部件摩擦过程中会产生十分多的热量，过高的热量会导致电机非正常运行，所以通分是十分必要的，而通风所引起的通风噪声也是巨大的，同时通风噪声也是电机噪声最主要的部分。通风噪声又可以分成笛声噪声和涡流噪声，其中笛声噪声主要是由于空气受到电机内部压力的作用被强力压缩，加上对于空气不断的反复压缩作用，会形成巨大的噪声；笛声噪声则主要是因为电机风扇在制冷时所产生的反复交替作用产生共振，形成巨大的噪声5。要想最大化的降低通风噪声
