驱动电机结构分析与优化

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文章摘要

随着新能源汽车技术的发展，驱动电机在产业中的应用日益广泛。为提升电机性能和减少振动噪声，研究人员对电机结构进行了优化，包括改进转子设计和调整电机参数。同时，采用Taguchi正交试验法进行优化验证，提高了工作效率。此外，对减速器齿轮的结构也进行了分析和修形处理，以提高齿轮啮合精度和传动平稳性，从而实现电机的高效和可靠运行。

正文

近年来，随着新能源汽车技术的快速发展和对节能环保的需求日益增长，驱动电机在新能源汽车产业中的应用范围越来越广泛。为了提高电机的综合性能和减小振动噪声，研究人员对驱动电机的结构进行了深入分析与优化。

首先，我们来看驱动电机的模型分析。本文所述的驱动电机采用了V型内置8槽48极永磁同步电机。与传统的表贴式电机相比，这种结构的永磁体更多，有利于提高电机的转矩输出密度，并且具有更高的牢固性和可靠性。因此，该类型电机被广泛应用于现代化工业中。

影响电机振动噪声产生的主要因素包括径向电磁力、齿槽转矩和转矩脉动等。许多研究人员试图通过减小这些因素来降低电机的振动噪声。然而，通常情况下，这样做会导致输出转矩的降低，从而没有起到有效的作用。因此，我们需要综合分析输出转矩、径向电磁力、齿槽转矩和转矩脉动等多个技术指标，以实现电机综合性能的提升。

为了降低驱动电机的振动噪声，改善电机的转子结构是一个重要的优化方向。齿槽转矩是由于永磁体和电机有槽电枢铁心之间的相互作用而产生的。同时，通过调整隔磁桥、磁极夹角、磁极极弧角度和磁极厚度等参数，可以控制径向电磁力、转矩脉动等对电机振动噪声的影响，从而提高电机的性能。

针对电机转子的优化问题，传统的穷举法需要进行大量的试验和检测，工作量大且效率低下。因此，本研究采用了Taguchi正交试验法进行验证。通过该方法，我们可以在受到多种因素影响的情况下，有效地优化电机的性能，提高工作效率。

接下来，我们来看减速器的结构分析与优化。本文研究的是二级减速器齿轮，它由输入轴齿轮、中间轴齿轮和减速器齿轮组成。电机的输出转矩通过输入轴直接传递给减速器，一级减速是通过输入轴齿轮和中间轴大齿轮的啮合传动实现的，二级减速则是借助中间轴小齿轮和输出轴齿轮的啮合进行的。通过两次减速，减速器对转矩的增扭效果得到明显提升。

在齿轮副运行过程中，齿轮的弹性变形和制造及装配误差不可避免，这会影响齿轮啮合的精度。因此，在运转过程中，齿轮的实际啮合线往往与理论值有所差异，导致啮合干涉和冲击更加严重。为了解决这个问题，对齿轮进行修形处理是必要的。通过修形处理，可以提高齿轮的接触强度和啮合精度，减小齿轮啮合带来的冲击载荷。此外，齿轮传动中的传递误差也会导致振动冲击的增加，而通过轮齿修形，可以提高减速器齿轮传动的平稳性，并减小传递误差。

综上所述，对驱动电机结构进行分析与优化，是提高电机性能和降低振动噪声的关键。通过合理设计电机转子和优化减速器齿轮等措施，可以实现电机的高效运行和可靠性提升，为现代化工业的发展做出贡献。

来源：汽车NVH云讲堂