南京埃斯頓自動化股份有限公司;江蘇大學徐高紅獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京埃斯頓自動化股份有限公司;江蘇大學申請的專利一種轉矩脈動和振動噪聲耦合時空諧波鑒別與抑制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN114997025B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202210776258.5,技術領域涉及:G06F30/23;該發明授權一種轉矩脈動和振動噪聲耦合時空諧波鑒別與抑制方法是由徐高紅;賈澤鑫;陳前;錢巍;趙文祥;劉國海;桑志民設計研發完成,并于2022-07-04向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種轉矩脈動和振動噪聲耦合時空諧波鑒別與抑制方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種轉矩脈動和振動噪聲耦合時空諧波鑒別與抑制方法,涉及永磁電機氣隙磁場諧波分析與優化領域,包括:使用氣隙網格均布的精密有限元模型獲取氣隙中時空二維的電磁力和磁密波形;氣隙電磁力和磁密時空諧波的獲取與物理特性識別;確定最為關鍵的電磁力時空諧波;將時空諧波視作隨時空旋轉的矢量,基于同階次矢量構成的圖形時空不變性鑒別耦合時空諧波;在不破壞磁場周期性的前提下,抑制關鍵的耦合時空諧波;通過多場耦合法驗證優化后模型的轉矩脈動和振動噪聲。本發明首次提出永磁電機轉矩脈動與振動噪聲的耦合時空諧波的鑒別方法,通過抑制關鍵的耦合時空諧波,可以達到同時降低永磁電機轉矩脈動與振動噪聲的效果。
本發明授權一種轉矩脈動和振動噪聲耦合時空諧波鑒別與抑制方法在權利要求書中公布了:1.一種轉矩脈動和振動噪聲耦合時空諧波鑒別與抑制方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1,使用氣隙網格均布的有限元法獲取氣隙中時空二維的電磁力和磁密波形; 步驟2,氣隙電磁力和磁密時空諧波的獲取與磁密時空諧波的物理特性識別; 步驟3,根據轉矩脈動與振動噪聲形成機理,確定最為關鍵的電磁力時空諧波; 步驟4,將時空諧波視作隨時空旋轉的矢量,基于同階次矢量構成的圖形時空不變性,研究電磁力的磁密構成并鑒別耦合時空諧波; 步驟5,在不破壞磁場周期性的前提下,抑制關鍵的耦合時空諧波; 步驟6,通過多場耦合法驗證優化后模型的轉矩脈動和振動噪聲; 所述步驟2中的磁密時空諧波的物理特性識別過程為:根據磁密的二維諧波展開公式獲得: 其中,Brθ,t和Btθ,t分別表示徑向磁密和切向磁密,θ表示空間變量,t表示時間變量,Brα,±f和分別是空間階次為α、時間階次為±f的Br諧波的幅值和相位,Btβ,±λ和分別是空間階次為β、時間階次為±λ的Bt諧波的幅值和相位,p為極對數,ωr為旋轉角速度,α、f、β和λ均為自然數,表示時間或空間上的周期數;時間階次前的“±”表示時空波的旋轉方向,“+”表示順時針旋轉,“-”表示逆時針旋轉; 所述步驟3中的轉矩脈動形成機理,根據下述公式獲取: 其中,T表示輸出轉矩,L表示有效軸向長度,R表示氣隙半徑,Ftk,±j和分別表示氣隙中空間階次為k、時間階次為±j的切向電磁力諧波的幅值和相位,當k≠0時,積分項結果為0,即不貢獻平均轉矩也不貢獻轉矩脈動;當k=0且j=0時,積分項結果不為0且不含時間變量,即貢獻平均轉矩,而不貢獻轉矩脈動;當k=0且j≠0時,積分項結果含有時間變量但均值為0,即不貢獻平均轉矩,但貢獻轉矩脈動,θ表示空間變量,t表示時間變量,p為極對數,ωr為旋轉角速度; 所述步驟4中的耦合時空諧波根據下述公式進行鑒別: 其中,Frθ,t和Ftθ,t分別表示氣隙中的徑向電磁力密度和切向電磁力,μ0是空氣的磁導率,Brθ,t和Btθ,t分別表示徑向磁密和切向磁密,θ表示空間變量,t表示時間變量; 根據三角函數積化和差原理,分析某一階電磁力諧波的磁密諧波組成,傅里葉諧波可視作為旋轉矢量,同階次的旋轉矢量隨時間空間同步旋轉,其構成的矢量圖形具有時空不變性,通過計算矢量對目標矢量的投影比例,確定貢獻占比,進一步地,通過分析不同電磁力的磁密時空諧波構成,鑒別轉矩脈動與振動噪聲的耦合時空諧波。
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