[发明专利]一种交流牵引电机电磁降噪优化设计方法

说明书

本发明公开了一种交流牵引电机电磁降噪优化设计方法，所述优化设计方法先在定子槽底部和转子槽底部任一侧边等间距选取多组位置并开出相同尺寸的矩形槽口，得到相应的电磁噪声值，构建电机电磁噪声与相应位置尺寸间的目标函数，求得电机定转子槽底部的最佳开槽位置尺寸；再在定转子槽底部最佳开槽位置处开出不同尺寸的矩形槽口，得到相应的电磁噪声与效率值，构建电磁噪声和效率函数相应的目标函数，求得定转子槽底部矩形槽口的最佳长、宽边尺寸。本发明的交流牵引电机电磁降噪优化设计方法，实现方法简单、降噪效果显著。

技术领域

本发明涉及电机降噪技术领域，具体涉及一种基于定转子槽结构协同优化的交流牵引电机电磁降噪优化设计方法。

背景技术

交流牵引电机因具有调速范围宽、运行可靠、维护方便等特点而广泛应用于轨道交通、电动汽车、矿用电机车等众多领域。然而由于其运行时存在较大的噪声，对其推广应用造成了不利影响，因此对其开展降噪研究具有重要意义。

在引起交流牵引电机噪声的诸多因素中，电磁噪声是其主要因素，因此，如何有效抑制其电磁噪声是降低电机噪声的关键所在。目前国内外在针对交流牵引电机电磁降噪所开展的大量研究中，以通过优化其结构以实现其电磁降噪的效果较为明显，因而得到了研究者的广泛重视。然而在上述优化电机结构的研究中，目前主要分别针对其定子槽结构或转子槽结构开展了优化研究，但所得降噪效果仍然不够理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：本发明提供一种实现方法简单、降噪效果好的基于定转子槽结构协同优化的交流牵引电机电磁降噪优化设计方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种交流牵引电机电磁降噪优化设计方法，所述优化设计方法先在定子槽底部和转子槽底部任一侧边等间距选取多组位置并开出相同尺寸的矩形槽口，得到相应的电磁噪声值，构建电机电磁噪声与相应位置尺寸间的目标函数，求得电机定转子槽底部的最佳开槽位置尺寸；

再在定转子槽底部最佳开槽位置处开出不同尺寸的矩形槽口，得到相应的电磁噪声与效率值，构建电磁噪声和效率函数相应的目标函数，求得定转子槽底部矩形槽口的最佳长、宽边尺寸。

作为上述技术方案的进一步改进为：

上述技术方案中优选地，所述优化设计方法包括以下步骤：

步骤S1，确定开槽位置

从交流牵引电机定子槽底部和转子槽底部任一侧边开始，在槽宽范围内等间距选取多组位置尺寸，开出相同尺寸的矩形槽口，并对电机进行有限元分析，得到相应的电磁噪声值；

步骤S2，计算最佳开槽位置

根据步骤S1中所得多组电磁噪声及其对应的定转子槽底位置尺寸数据，采用数值拟合方法得到电机电磁噪声与相应位置尺寸间的函数关系式，构建相应的目标函数，采用蛇优化算法分别得到电机定转子槽底部的最佳开槽位置尺寸；

步骤S3，确定开槽尺寸

在步骤S2中确定的定转子槽底部最佳开槽位置处开矩形槽口，在矩形槽口的长、宽边尺寸取值范围内等间距依次选取多组长、宽边尺寸数据，对电机进行有限元分析，得到相应的电磁噪声与效率值；

步骤S4，计算最佳开槽尺寸

根据步骤S3中所得多组电磁噪声与效率值及其相应的定转子槽底部矩形槽口长、宽边尺寸数据，采用响应面法分别得到电磁噪声和效率值与其矩形槽口长、宽边尺寸间的函数关系式，构建相应的目标函数，采用蛇优化算法得到定转子槽底部矩形槽口的最佳长、宽边尺寸。

上述技术方案中优选地，所述步骤S2中，电机电磁噪声与相应定转子槽底部位置尺寸间的函数关系为：