- 頭條湖南科技大學科研團隊在降低交流牽引電機電磁噪聲方面取得新進展2021-08-03 來源：《電工技術學報》 | 點擊率：導語湖南科技大學及湘潭電機公司的科研人員針對定子齒肩削角降噪方法開展進一步研究，并針對交流牽引電機提出一種基于內切圓弧的定子齒肩削角降噪方式，顯著提升了降噪效果，具有比直線式削角法更好的降噪效果，因而具有更好的應用價值。
交流牽引電機因具有結構簡單堅固、運行可靠、功率大、轉速高等系列優點而在眾多領域得到了廣泛應用。然而由于其運行時存在較大的噪聲，不僅對工作環境與人類健康造成了不利影響，而且限制了其在某些特殊領域的推廣應用，因此開展交流牽引電機的降噪研究具有重要意義。
引起交流牽引電機噪聲的主要因素包括電磁噪聲、機械噪聲及空氣動力噪聲等，其中尤以電磁噪聲的影響較為突出，因此有效降低電磁噪聲是實現電機降噪的關鍵所在。目前國內外研究者在降低電機電磁噪聲方面已開展了系列研究，提出了多種可行的降噪方法，以通過改進電機結構來降低電磁噪聲的效果較為明顯，因而得到了廣泛重視。
在有關改進電機結構以降低電磁噪聲的研究方面，最早可追溯到1931年G. Kron針對感應電機不同槽配合對其電磁噪聲影響所開展的研究；隨后在1974年，舒波夫研究指出，電機電磁噪聲是由電磁力作用于定子齒上產生的，揭示了電磁噪聲產生的根源；2001年，S. Huang等研究指出，永磁同步電機無定子槽結構及永磁體斜極結構均可減小其電磁噪聲；2005年，D. Mori等分析了異步電機穩態運行時的電磁力特性，研究電機齒槽處徑向電磁力狀態及其與電磁噪聲的關系。
在2009年，J. Le Besnerai等分別通過優化感應電機定轉子槽數配合、定轉子槽開口大小來降低電磁噪聲，取得了較好的效果；2010年，I. Rakib等綜合分析了電機極槽配合對電磁噪聲的影響；2011年，Jin Hur等研究了轉子開槽對內置式永磁無刷直流電機振動噪聲的影響；2012年，Sun-Kown Lee等研究了極槽配合對永磁同步電機振動噪聲的影響，結果表明，在槽數相同的情況下，極數少的電機振動噪聲小；2014年，S. Mohammad等研究了幾種細分槽永磁拓撲結構對電機電磁噪聲的影響。
國內有關通過改進電機結構以降低電磁噪聲的研究始于20世紀70年代。在隨后的數十年中，研究者在相關理論及分析手段方面開展了廣泛研究，并取得了一定的成果。2010年，代穎等研究了感應電機電磁噪聲與槽配合之間的關系；2015年，李巖等針對永磁同步電機提出一種定子齒肩削角降噪方法，取得了明顯的降噪效果；2016年，鮑曉華等針對籠型感應電機提出一種雙斜槽的轉子結構，有效降低了電磁噪聲；2017年，周桂煜則針對籠型感應電機提出一種定轉子的開槽結構，取得較好的降噪效果；2018年，吳雙龍等對車用發電機轉子極爪進行倒角，也有效降低了電磁噪聲。
然而縱觀上述各種通過改進電機結構以降低電磁噪聲的研究，尤以定子齒肩削角降噪方法效果較為明顯，因而具有更好的應用價值；但直線式定子齒肩削角方式未能達到最佳的降噪效果。
為此，湖南科技大學及湘潭電機公司的科研人員針對定子齒肩削角降噪方法開展進一步研究，并針對交流牽引電機提出一種基于內切圓弧的定子齒肩削角降噪方式，顯著提升了降噪效果，具有比直線式削角法更好的降噪效果，因而具有更好的應用價值。
相關研究成果已發表在2021年第6期《電工技術學報》，論文標題為“基于內切圓弧的交流牽引電機齒肩削角降噪方法”，作者為劉東浩、張小平、郭宇軒、姜海鵬、朱廣輝。
圖1 電機噪聲測試平臺
圖2 削角前定子齒部
圖3 削角后定子齒部
