汽车|新能源汽车用电机模态有限元分析( 二 )
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图1 定子铁芯及绕组有限元模型
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图2 整机有限元模型
2.3 壳体建模
由于壳体及端盖上加强筋结构对整机模态贡献较大 ， 模态分析时不能忽略 ， 需建立完整的模型 。 同时为了简化计算 ， 忽略壳体及端盖上对整机模态影响较小的倒角、圆角等细小特征 。 本文在分析整机模态时考虑定子与机壳过盈量 。 建立整机有限元模型见图2 ， 表2为模态分析有限元仿真参数 。
表2 模态分析有限元仿真参数
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图3 整机状态下定子模态分析结果
3 仿真结果分析
整机自由模态振型主要包含端盖模态、机壳模态、电机转子模态及定子模态 。 其中定子低阶径向振动模态易被电磁力激励激起引起电磁振动噪声 。 整机状态下分析计算定子二阶同相位模态频率588HZ 、三阶同相位模态频率1523HZ、四阶同相位模态频率2760HZ ， 图3为各阶模态振型 。
4 试验模态
采用LMS SCADS 信号采集与分析系统对样机进行模态试验 。 将样机置于弹性塑料垫上 ， 在样机中部周向布置36个激振点 ， 采用锤击法进行测试 。 为确保测试信号的可靠性 ， 减小测试过程中的敲击误差及信号干扰 ， 对同一测试点多次敲击并对产生的信号取平均 。 图4为试验模态振型图 。 表3为仿真与实测结果比较 。
通过表三可以看出仿真与试验结果偏差在5%以内 ， 说明仿真与实测结果基本吻合 ， 具有较高的置信度 。
表3 仿真与试验比较
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图4 试验模态振型图
5 结论
本文以新能源汽车用驱动电机为研究对象 ， 通过对定子铁芯材料等效计算及电机结构简化 ， 进行整机自由模态有限元分析 。 经对比仿真与整机模态试验结果得出以下结论：
1.将铁芯叠片结构视为横观各向同性材料并通过有限元方法计算材料参数 ， 为准确分析电机模态特性及NVH性能预测奠定基础 。
【汽车|新能源汽车用电机模态有限元分析】2.整机定子系统仿真与模态试验结果偏差在5%以内 ， 验证了本文提出模型简化等效方法的合理性及仿真的准确性 。
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