專利名稱：考慮安裝結(jié)構(gòu)對噪聲影響的爪極汽車發(fā)電機噪聲分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及爪極汽車發(fā)電機的噪聲分析方法，特別是一種考慮安裝結(jié)構(gòu)對噪聲影響的爪極汽車發(fā)電機噪聲分析方法。
背景技術(shù)：
爪極汽車發(fā)電機電磁噪聲產(chǎn)生機理及噪聲輻射已成為廣泛關(guān)注并研究的課題。研究電磁噪聲產(chǎn)生機理及電磁輻射機理，目的是為了在電機運行時減少電機的輻射噪聲。目前常用的研究方法是:通過集總參數(shù)和等效電路的建模仿真，以及相關(guān)實驗技術(shù)，對電機運行時的電磁噪聲源進行研究，并通過抑制產(chǎn)生電磁噪聲的電磁力以及改進電機定/轉(zhuǎn)子的剛性，來達(dá)到降低汽車發(fā)電機的電磁噪聲要求。在這種研究方法中，假設(shè)爪極汽車發(fā)電機的一個主要噪聲福射機制是定子鐵心的動態(tài)響應(yīng)、機殼、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子和定子之間的脈動電磁力相互作用，并通過降低轉(zhuǎn)矩脈動來達(dá)到降低電磁噪聲的目的。事實上，除了電磁力和定轉(zhuǎn)子剛性對爪極汽車發(fā)電機噪聲有影響，發(fā)電機的安裝結(jié)構(gòu)對噪聲的影響也是很顯著的。電磁噪聲源、轉(zhuǎn)矩脈動和安裝結(jié)構(gòu)相關(guān)性極高，爪極發(fā)電機的輻射噪聲隨著裝配參數(shù)的變化而改變。爪極汽車發(fā)電機存在一個與響應(yīng)轉(zhuǎn)矩脈動的安裝結(jié)構(gòu)有關(guān)的噪聲輻射機制，安裝結(jié)構(gòu)對噪聲的反應(yīng)，是爪極汽車發(fā)電機響應(yīng)電磁轉(zhuǎn)矩脈動造成的。現(xiàn)有的分析方法在分析爪極汽車發(fā)電機電磁噪聲控制技術(shù)時，忽略了安裝結(jié)構(gòu)對電機噪聲的影響，造成對爪極汽車發(fā)電機電磁噪聲的分析不準(zhǔn)確。而且，對于如何分析不同安裝結(jié)構(gòu)對爪極汽車發(fā)電機噪聲的影響，以便進一步控制爪極汽車發(fā)電機電磁噪聲的問題，迄今沒有相關(guān)的公開報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種考慮安裝結(jié)構(gòu)對噪聲影響的爪極汽車發(fā)電機噪聲分析方法，以使對極汽車發(fā)電機噪聲的分析更加準(zhǔn)確，并獲得低噪聲的爪極汽車發(fā)電機。本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:本發(fā)明考慮安裝結(jié)構(gòu)對噪聲影響的爪極汽車發(fā)電機噪聲分析方法，其特點是按如下步驟進行:a、以發(fā)電機的質(zhì)心為原點01 (0，0，0)，以平行于發(fā)電機主軸的中心線方向為X軸
方向，以豎直方向為Z軸方向，以垂直于X軸和Z軸所在平面的方向為Y軸方向，建立空間直角坐標(biāo)系，確定安裝結(jié)構(gòu)上的四個安裝角的質(zhì)心在所述空間直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)02 (xm、ym> zm)為待優(yōu)化參數(shù),計算出待優(yōu)化參數(shù)的最小值xmin、ymin> zmin和最大值xmax、ymax> zmax,所述待優(yōu)化參數(shù)需要滿足的初始約束范圍為:xm e (Xniin, Xmax) ym e (ymin, ymax) Zm e (zmin, Zniax)；b、引入旋轉(zhuǎn)柔度將電機機殼與安裝結(jié)構(gòu)解耦保持電機機殼與安裝結(jié)構(gòu)的相對位置不變，將每個安裝角分解為平動和與電機主軸同旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動的兩個自由度，設(shè)置所述安裝角的平動位移參數(shù)為:x。、y。、z。，所述安裝角的旋轉(zhuǎn)參數(shù)為:vc、0 c> Φ0 ；則:每個安裝腳各自不同的旋轉(zhuǎn)柔度巧為= [U,U,c,(j>J (I);每個安裝腳各自不同的勢能為:
權(quán)利要求
1.考慮安裝結(jié)構(gòu)對噪聲影響的爪極汽車發(fā)電機噪聲分析方法，其特征是按如下步驟進行: a、以發(fā)電機的質(zhì)心為原點01(0，O，0)，以平行于發(fā)電機主軸的中心線方向為X軸方向，以豎直方向為Z軸方向，以垂直于X軸和Z軸所在平面的方向為Y軸方向，建立空間直角坐標(biāo)系，確定安裝結(jié)構(gòu)(2)上的四個安裝角(3)的質(zhì)心在所述空間直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)02(xm>ym>zm)為待優(yōu)化參數(shù),計算出待優(yōu)化參數(shù)的最小值XniiPyniil^zniin和最大值Xmax、ymax、zmax，所述待優(yōu)化參數(shù)需要滿足的初始約束范圍為: Xm ∈ (Xmin，Xmax) ∈ (Ymin, ymax)Zm ∈(zmin Zmax); b、引入旋轉(zhuǎn)柔度將電機機殼(I)與安裝結(jié)構(gòu)(2)解耦 保持電機機殼(I)與安裝結(jié)構(gòu)(2)的相對位置不變，將每個安裝角(3)分解為平動和與電機主軸同旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動的兩個自由度，設(shè)置所述安裝角(3)的平動位移參數(shù)為n、zc,所述安裝角(3)的旋轉(zhuǎn)參數(shù)為:Ψ。、Θ c> Φε ； 則:每個安裝腳(3)各自不同的旋轉(zhuǎn)柔度DTc為Dtc =[xc,yc,zc,ψc,θc,Φc]每個安裝腳⑶各自不同的勢能為W=1/2DTc[K]Dc 式(2)中，Dc為DTc的轉(zhuǎn)置矩陣，K為安裝結(jié)構(gòu)⑵的剛度，[K]為以所述剛度建立的剛度矩陣； C、根據(jù)步驟b中設(shè)置的電機四個安裝腳的位移參數(shù)Xc、yc、Zc和轉(zhuǎn)動參數(shù)Ψ。、θc、φc，以及安裝結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度矩陣，建立考慮旋轉(zhuǎn)柔度的電機機殼(I)與安裝結(jié)構(gòu)(2)的低階解耦模型； d、對所述低階解耦模型進行振動分析，以每個安裝腳的勢能W為輸入，以通過電機機殼(I)向每個安裝腳(3)傳輸?shù)牧為輸出，在所述初始約束范圍內(nèi)調(diào)整安裝結(jié)構(gòu)(2)上四個安裝腳⑶的質(zhì)心坐標(biāo)02(Xm、ym、zm)的位置，獲得對應(yīng)位置下的每個安裝腳(3)上的力F，當(dāng)所述每個安裝腳(3)上的力F只有沿Z軸方向的分力時，爪極汽車發(fā)電機的噪聲最低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的考慮安裝結(jié)構(gòu)對噪聲影響的爪極汽車發(fā)電機噪聲分析方法，其特征在于:所述低階解耦模型是將安裝結(jié)構(gòu)(2)作為懸臂梁的理想模型。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種考慮安裝結(jié)構(gòu)對噪聲影響的爪極汽車發(fā)電機噪聲分析方法，其特征是以發(fā)電機的質(zhì)心為原點，建立空間直角坐標(biāo)系，確定安裝結(jié)構(gòu)上的四個安裝角的質(zhì)心為待優(yōu)化的參數(shù)，引入旋轉(zhuǎn)柔度將電機機殼與安裝結(jié)構(gòu)解耦，建立考慮旋轉(zhuǎn)柔度的電機機殼與安裝結(jié)構(gòu)的低階解耦模型，對低階解耦模型進行振動分析，調(diào)整四個安裝角的質(zhì)心位置，以使電機機殼向每個安裝腳傳輸?shù)牧χ挥醒豘軸方向的分力。本發(fā)明使得對爪極汽車發(fā)電機電磁噪聲的分析更為準(zhǔn)確，并通過優(yōu)化安裝結(jié)構(gòu)獲得低噪聲的爪極汽車發(fā)電機。
文檔編號G01H17/00GK103115670SQ20131003031
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者鮑曉華, 盛海軍, 吳鋒, 李佳慶, 李福英, 魏瓊 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)