基于有限元的汽车驱动电机模态分析及实验验证

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驱动电机是电动汽车的核心部件,对整车的动力性、操纵性及NVH有重要的影响。本文通过有限元分析和试验方法对永磁同步电机的模态进行分析,为驱动电机的设计开发提供支持,确保驱动电机固有频率避开电机的激振力频率区域,提高驱动电机的设计质量、效率和可靠性。从整车对驱动电机性能的需求出发,介绍了永磁同步电机电机工作原理和结构,给出了驱动电机的三维模型,并对影响驱动电机模态的因素进行了分析。在简化模型的基础上,运用有限元法结合有限元分析软件Workbench对驱动电机进行模态分析,计算出电机的前10阶固有频率和振型。分析表明,电机固有频率远远大于电机激振力频率,不会引起电机共振。采用锤击法对电机进行试验模态分析,试验涉及电机悬置、激振点选择、测点选择以及数据的采集和分析,对实验结果进行总结和误差分析。电机的有限元分析结果与试验模态分析结果的误差在3.5%以内,说明有限元分析计算的结果可靠。该研究成果不仅验证了目前驱动电机方案合理、可靠,也为驱动电机设计开发提供了有益的借鉴和指导。
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