专利名称：考虑安装结构对噪声影响的爪极汽车发电机噪声分析方法
技术领域：
本发明涉及爪极汽车发电机的噪声分析方法，特别是一种考虑安装结构对噪声影响的爪极汽车发电机噪声分析方法。
背景技术：
爪极汽车发电机电磁噪声产生机理及噪声辐射已成为广泛关注并研究的课题。研究电磁噪声产生机理及电磁辐射机理，目的是为了在电机运行时减少电机的辐射噪声。目前常用的研究方法是:通过集总参数和等效电路的建模仿真，以及相关实验技术，对电机运行时的电磁噪声源进行研究，并通过抑制产生电磁噪声的电磁力以及改进电机定/转子的刚性，来达到降低汽车发电机的电磁噪声要求。在这种研究方法中，假设爪极汽车发电机的一个主要噪声福射机制是定子铁心的动态响应、机壳、旋转转子和定子之间的脉动电磁力相互作用，并通过降低转矩脉动来达到降低电磁噪声的目的。事实上，除了电磁力和定转子刚性对爪极汽车发电机噪声有影响，发电机的安装结构对噪声的影响也是很显著的。电磁噪声源、转矩脉动和安装结构相关性极高，爪极发电机的辐射噪声随着装配参数的变化而改变。爪极汽车发电机存在一个与响应转矩脉动的安装结构有关的噪声辐射机制，安装结构对噪声的反应，是爪极汽车发电机响应电磁转矩脉动造成的。现有的分析方法在分析爪极汽车发电机电磁噪声控制技术时，忽略了安装结构对电机噪声的影响，造成对爪极汽车发电机电磁噪声的分析不准确。而且，对于如何分析不同安装结构对爪极汽车发电机噪声的影响，以便进一步控制爪极汽车发电机电磁噪声的问题，迄今没有相关的公开报导。

发明内容
本发明为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种考虑安装结构对噪声影响的爪极汽车发电机噪声分析方法，以使对极汽车发电机噪声的分析更加准确，并获得低噪声的爪极汽车发电机。本发明为解决技术问题采用如下技术方案:本发明考虑安装结构对噪声影响的爪极汽车发电机噪声分析方法，其特点是按如下步骤进行:a、以发电机的质心为原点01 (0，0，0)，以平行于发电机主轴的中心线方向为X轴
方向，以竖直方向为Z轴方向，以垂直于X轴和Z轴所在平面的方向为Y轴方向，建立空间直角坐标系，确定安装结构上的四个安装角的质心在所述空间直角坐标系中的坐标02 (xm、ym> zm)为待优化参数,计算出待优化参数的最小值xmin、ymin> zmin和最大值xmax、ymax> zmax,所述待优化参数需要满足的初始约束范围为:xm e (Xniin, Xmax) ym e (ymin, ymax) Zm e (zmin, Zniax)；b、引入旋转柔度将电机机壳与安装结构解耦保持电机机壳与安装结构的相对位置不变，将每个安装角分解为平动和与电机主轴同旋转方向转动的两个自由度，设置所述安装角的平动位移参数为:x。、y。、z。，所述安装角的旋转参数为:vc、0 c> Φ0 ；则:每个安装脚各自不同的旋转柔度巧为= [U,U,c,(j>J (I);每个安装脚各自不同的势能为:
权利要求
1.考虑安装结构对噪声影响的爪极汽车发电机噪声分析方法，其特征是按如下步骤进行: a、以发电机的质心为原点01(0，O，0)，以平行于发电机主轴的中心线方向为X轴方向，以竖直方向为Z轴方向，以垂直于X轴和Z轴所在平面的方向为Y轴方向，建立空间直角坐标系，确定安装结构(2)上的四个安装角(3)的质心在所述空间直角坐标系中的坐标02(xm>ym>zm)为待优化参数,计算出待优化参数的最小值XniiPyniil^zniin和最大值Xmax、ymax、zmax，所述待优化参数需要满足的初始约束范围为: Xm ∈ (Xmin，Xmax) ∈ (Ymin, ymax)Zm ∈(zmin Zmax); b、引入旋转柔度将电机机壳(I)与安装结构(2)解耦 保持电机机壳(I)与安装结构(2)的相对位置不变，将每个安装角(3)分解为平动和与电机主轴同旋转方向转动的两个自由度，设置所述安装角(3)的平动位移参数为n、zc,所述安装角(3)的旋转参数为:Ψ。、Θ c> Φε ； 则:每个安装脚(3)各自不同的旋转柔度DTc为Dtc =[xc,yc,zc,ψc,θc,Φc]每个安装脚⑶各自不同的势能为W=1/2DTc[K]Dc 式(2)中，Dc为DTc的转置矩阵，K为安装结构⑵的刚度，[K]为以所述刚度建立的刚度矩阵； C、根据步骤b中设置的电机四个安装脚的位移参数Xc、yc、Zc和转动参数Ψ。、θc、φc，以及安装结构的质量和刚度矩阵，建立考虑旋转柔度的电机机壳(I)与安装结构(2)的低阶解耦模型； d、对所述低阶解耦模型进行振动分析，以每个安装脚的势能W为输入，以通过电机机壳(I)向每个安装脚(3)传输的力F为输出，在所述初始约束范围内调整安装结构(2)上四个安装脚⑶的质心坐标02(Xm、ym、zm)的位置，获得对应位置下的每个安装脚(3)上的力F，当所述每个安装脚(3)上的力F只有沿Z轴方向的分力时，爪极汽车发电机的噪声最低。
2.根据权利要求1所述的考虑安装结构对噪声影响的爪极汽车发电机噪声分析方法，其特征在于:所述低阶解耦模型是将安装结构(2)作为悬臂梁的理想模型。
全文摘要
本发明公开了一种考虑安装结构对噪声影响的爪极汽车发电机噪声分析方法，其特征是以发电机的质心为原点，建立空间直角坐标系，确定安装结构上的四个安装角的质心为待优化的参数，引入旋转柔度将电机机壳与安装结构解耦，建立考虑旋转柔度的电机机壳与安装结构的低阶解耦模型，对低阶解耦模型进行振动分析，调整四个安装角的质心位置，以使电机机壳向每个安装脚传输的力只有沿Z轴方向的分力。本发明使得对爪极汽车发电机电磁噪声的分析更为准确，并通过优化安装结构获得低噪声的爪极汽车发电机。
文档编号G01H17/00GK103115670SQ20131003031
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者鲍晓华, 盛海军, 吴锋, 李佳庆, 李福英, 魏琼 申请人:合肥工业大学