汽车空调箱鼓风机电磁振动噪声控制研究
发布时间：2021-11-07 07:15
近年来随着科技发展进步以及人们生活水平的提高,汽车作为人们出行的重要交通工具,其舒适性越来越被重视。汽车空调箱系统噪声是影响汽车舒适性的一个重要因素。此外,对于目前处于快速发展的纯电动、燃料电池等新能源汽车而言,没有了发动机振动噪声的屏蔽作用,其空调箱系统的噪声将更加突出。鼓风机是空调箱系统的主要噪声源,不仅表现为气动噪声,还有永磁有刷直流电机引起的电磁噪声。因此,本文针对汽车空调箱鼓风机的电磁振动噪声问题展开如下研究:首先,采用阶次分析法、相干分析法识别了汽车空调箱系统的噪声源,结果表明永磁有刷直流电机为主要噪声源之一,且以12阶次、60阶次噪声为主;通过局部屏蔽法对电磁噪声的传递路径进行了分析,结果表明12阶次、60阶次电磁噪声通过电机法兰盘向周围辐射噪声,且12阶次噪声声压级远大于60阶次噪声声压级,因此后续研究以降低12阶次噪声为主要研究目标。其次,根据电机物理模型建立了简化的三维有限元模型,对其固有模态进行了计算。并利用锤击法测量了永磁有刷直流电机固有模态,计算结果与实验结果吻合度较高,验证了三维有限元模型的准确性。模态分析表明2500Hz以上高频段主要定子振动为主,呈现明显...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电机噪声分类
西南交通大学硕士研究生学位论文第6页第2章汽车空调箱鼓风机噪声源识别汽车空调箱系统作为汽车内部的重要部件，其振动噪声水平对乘驾舒适性有重要影响。此外，对于目前处于快速发展的纯电动、燃料电池新能源汽车而言，没有了发动机振动噪声的屏蔽作用空调箱的噪声尤为突出[48]。鼓风机是汽车空调箱的主要噪声源[49]，其噪声性能易被乘客直观感受到，与车辆的品质质量挂钩。因此有效地控制汽车空调鼓风机噪声是提高汽车舒适性的关键。要控制噪声须识别噪声源，并分析其传播路径。对此，本章结合阶次分析法、相干分析法以及局部屏蔽法来识别汽车空调箱鼓风机噪声源。2.1汽车空调箱简介汽车空调箱主要由分配箱、进风箱、鼓风机构成，其中鼓风机是汽车空调箱噪声的主要影响因素。鼓风机由鼓风机叶轮、永磁有刷直流电机以及鼓风机塑料壳体构成。汽车空调箱结构如图2-1所示。1.蜗壳2.鼓风机3.过滤器4.分配箱5.进风箱图2-1汽车空调箱结构图鼓风机结构（除鼓风机塑料壳体）如图2-2所示。电机定子通过4个橡胶隔振垫与电机法兰盘连接，法兰盘盖通过4个卡扣与法兰盘刚性连接，叶轮安装在电机轴上，最后将电机法兰盘的三个安装点与蜗壳固定连接。
西南交通大学硕士研究生学位论文第7页图2-2鼓风机结构（除鼓风机塑料壳体）图2.2噪声源识别的基本方法汽车空调箱鼓风机的噪声主要包括气动噪声、机械噪声以及电磁噪声，其中机械噪声很好识别，主要是由于鼓风机动不平衡以及摩擦造成的，属于低频噪声[50]。气动噪声主要是由叶轮旋转产生的脉动压力产生。电磁噪声主要是由鼓风机内的永磁有刷直流电机产生。为了识别鼓风机的主要噪声源，本章将结合相关噪声源识别方法，即阶次分析法、相干性分析法以及局部屏蔽法来识别鼓风机噪声源。2.2.1阶次分析法电机启动时电机轴加速运转产生的振动信号为非平稳信号，一般的快速傅里叶变换为等时间间隔采样，高转速时电机轴旋转一圈采样点少，低转速时电机轴旋转一圈采样点多，容易产生“频率混淆”现象[51]。因此，对于这种非平稳信号一般采用阶次分析法进行分析。阶次分析法是指采样频率随着转速的变化而变化，采样间隔为角度间隔，电机轴每转一圈具有相同的采样点，每周期采样点与转速快慢无关。这样时域上的非稳定信号就转换为角域的稳定信号，再对角域的稳定信号进行FFT变换，得到阶次谱[52]。阶次、转速和频率之间的关系为：O60f/n(2-1)式中：O—阶次;f—频率;n—转速。阶次采样包含两个过程：首先是原始信号以及转速脉冲信号的等时采样过程，然后是插值重采样过程[53]。假设轴的加速运动为短时间的匀角加速，那么轴转过的角度可以
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于发动机激励的车内振动和噪声阶次分析[J]. 陈克,李春萍,李孟宇. 沈阳工业大学学报. 2019(01)
[2]某车型汽车空调系统鼓风机噪音的诊断及改善[J]. 董奇奇. 汽车实用技术. 2017(09)
[3]工程橡胶元件弹性特征参数的确定方法[J]. 刘艳,张济民,罗雁云,李秋彤. 同济大学学报(自然科学版). 2016(11)
[4]表面振动法测量汽油机表面辐射噪声[J]. 顾灿松,崔国旭,高辉,杨行. 小型内燃机与车辆技术. 2014(06)
[5]汽车用发电机NVH性能测试声学实验室设计及鉴定[J]. 辛阳,董大伟,闫兵,张胜杰. 噪声与振动控制. 2012(03)
[6]声压法和声强法在车身隔声性能测量中的应用和对比[J]. 程志伟,叶子文,刘雯,叶志刚. 噪声与振动控制. 2012(01)
[7]相干分析法在机械设备噪声源识别中的应用[J]. 刘晓娟,潘宏侠. 电子测试. 2010(07)
[8]汽车空调鼓风机进风口参数数值研究[J]. 瞿晓华,陈江平,李冰,施骏业. 上海交通大学学报. 2009(10)
[9]超声电机定子模态频率的调节(英文)[J]. 张健滔,朱华,赵淳生. 光学精密工程. 2008(12)
[10]基于相干分析的离心式压缩机噪声源识别[J]. 王睿,李宏坤,陈养毅,王宏. 风机技术. 2008(01)
博士论文
[1]圆方永磁直流电机电磁噪声抑制的研究[D]. 齐发云.哈尔滨工业大学 2016
[2]永磁有刷直流电动机电磁振动与噪声的分析[D]. 何鹄环.上海交通大学 2012
[3]永磁同步电动机电磁振动噪声源识别技术的研究[D]. 宋志环.沈阳工业大学 2010
[4]电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究[D]. 代颖.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]低振动噪声正弦绕组永磁同步电机研究[D]. 田孟娇.哈尔滨工业大学 2017
[2]永磁同步电机的结构振动与噪声特性研究[D]. 姚森.燕山大学 2017
[3]基于阶次分析的风电轴承故障诊断[D]. 张树波.燕山大学 2017
[4]汽车空调系统噪声源分析及评价[D]. 涂志健.合肥工业大学 2017
[5]基于阶次分析的发动机故障预测与识别[D]. 王振东.大连理工大学 2016
[6]车用交流发电机电磁振动噪声特性及影响因素研究[D]. 张艺华.西南交通大学 2015
[7]汽车空调离心通风机气动噪声双向流固耦合分析与优化[D]. 谢超.湖南大学 2014
[8]车用交流发电机模态特性研究[D]. 刘星.西南交通大学 2014
[9]电机结构系统振动的有限元计算[D]. 李睿.天津大学 2013
[10]永磁电机电磁振动的磁—固耦合分析[D]. 符嘉靖.浙江大学 2012
本文编号：3481415
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电机噪声分类
西南交通大学硕士研究生学位论文第6页第2章汽车空调箱鼓风机噪声源识别汽车空调箱系统作为汽车内部的重要部件，其振动噪声水平对乘驾舒适性有重要影响。此外，对于目前处于快速发展的纯电动、燃料电池新能源汽车而言，没有了发动机振动噪声的屏蔽作用空调箱的噪声尤为突出[48]。鼓风机是汽车空调箱的主要噪声源[49]，其噪声性能易被乘客直观感受到，与车辆的品质质量挂钩。因此有效地控制汽车空调鼓风机噪声是提高汽车舒适性的关键。要控制噪声须识别噪声源，并分析其传播路径。对此，本章结合阶次分析法、相干分析法以及局部屏蔽法来识别汽车空调箱鼓风机噪声源。2.1汽车空调箱简介汽车空调箱主要由分配箱、进风箱、鼓风机构成，其中鼓风机是汽车空调箱噪声的主要影响因素。鼓风机由鼓风机叶轮、永磁有刷直流电机以及鼓风机塑料壳体构成。汽车空调箱结构如图2-1所示。1.蜗壳2.鼓风机3.过滤器4.分配箱5.进风箱图2-1汽车空调箱结构图鼓风机结构（除鼓风机塑料壳体）如图2-2所示。电机定子通过4个橡胶隔振垫与电机法兰盘连接，法兰盘盖通过4个卡扣与法兰盘刚性连接，叶轮安装在电机轴上，最后将电机法兰盘的三个安装点与蜗壳固定连接。
西南交通大学硕士研究生学位论文第7页图2-2鼓风机结构（除鼓风机塑料壳体）图2.2噪声源识别的基本方法汽车空调箱鼓风机的噪声主要包括气动噪声、机械噪声以及电磁噪声，其中机械噪声很好识别，主要是由于鼓风机动不平衡以及摩擦造成的，属于低频噪声[50]。气动噪声主要是由叶轮旋转产生的脉动压力产生。电磁噪声主要是由鼓风机内的永磁有刷直流电机产生。为了识别鼓风机的主要噪声源，本章将结合相关噪声源识别方法，即阶次分析法、相干性分析法以及局部屏蔽法来识别鼓风机噪声源。2.2.1阶次分析法电机启动时电机轴加速运转产生的振动信号为非平稳信号，一般的快速傅里叶变换为等时间间隔采样，高转速时电机轴旋转一圈采样点少，低转速时电机轴旋转一圈采样点多，容易产生“频率混淆”现象[51]。因此，对于这种非平稳信号一般采用阶次分析法进行分析。阶次分析法是指采样频率随着转速的变化而变化，采样间隔为角度间隔，电机轴每转一圈具有相同的采样点，每周期采样点与转速快慢无关。这样时域上的非稳定信号就转换为角域的稳定信号，再对角域的稳定信号进行FFT变换，得到阶次谱[52]。阶次、转速和频率之间的关系为：O60f/n(2-1)式中：O—阶次;f—频率;n—转速。阶次采样包含两个过程：首先是原始信号以及转速脉冲信号的等时采样过程，然后是插值重采样过程[53]。假设轴的加速运动为短时间的匀角加速，那么轴转过的角度可以
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于发动机激励的车内振动和噪声阶次分析[J]. 陈克,李春萍,李孟宇. 沈阳工业大学学报. 2019(01)
[2]某车型汽车空调系统鼓风机噪音的诊断及改善[J]. 董奇奇. 汽车实用技术. 2017(09)
[3]工程橡胶元件弹性特征参数的确定方法[J]. 刘艳,张济民,罗雁云,李秋彤. 同济大学学报(自然科学版). 2016(11)
[4]表面振动法测量汽油机表面辐射噪声[J]. 顾灿松,崔国旭,高辉,杨行. 小型内燃机与车辆技术. 2014(06)
[5]汽车用发电机NVH性能测试声学实验室设计及鉴定[J]. 辛阳,董大伟,闫兵,张胜杰. 噪声与振动控制. 2012(03)
[6]声压法和声强法在车身隔声性能测量中的应用和对比[J]. 程志伟,叶子文,刘雯,叶志刚. 噪声与振动控制. 2012(01)
[7]相干分析法在机械设备噪声源识别中的应用[J]. 刘晓娟,潘宏侠. 电子测试. 2010(07)
[8]汽车空调鼓风机进风口参数数值研究[J]. 瞿晓华,陈江平,李冰,施骏业. 上海交通大学学报. 2009(10)
[9]超声电机定子模态频率的调节(英文)[J]. 张健滔,朱华,赵淳生. 光学精密工程. 2008(12)
[10]基于相干分析的离心式压缩机噪声源识别[J]. 王睿,李宏坤,陈养毅,王宏. 风机技术. 2008(01)
博士论文
[1]圆方永磁直流电机电磁噪声抑制的研究[D]. 齐发云.哈尔滨工业大学 2016
[2]永磁有刷直流电动机电磁振动与噪声的分析[D]. 何鹄环.上海交通大学 2012
[3]永磁同步电动机电磁振动噪声源识别技术的研究[D]. 宋志环.沈阳工业大学 2010
[4]电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究[D]. 代颖.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]低振动噪声正弦绕组永磁同步电机研究[D]. 田孟娇.哈尔滨工业大学 2017
[2]永磁同步电机的结构振动与噪声特性研究[D]. 姚森.燕山大学 2017
[3]基于阶次分析的风电轴承故障诊断[D]. 张树波.燕山大学 2017
[4]汽车空调系统噪声源分析及评价[D]. 涂志健.合肥工业大学 2017
[5]基于阶次分析的发动机故障预测与识别[D]. 王振东.大连理工大学 2016
[6]车用交流发电机电磁振动噪声特性及影响因素研究[D]. 张艺华.西南交通大学 2015
[7]汽车空调离心通风机气动噪声双向流固耦合分析与优化[D]. 谢超.湖南大学 2014
[8]车用交流发电机模态特性研究[D]. 刘星.西南交通大学 2014
[9]电机结构系统振动的有限元计算[D]. 李睿.天津大学 2013
[10]永磁电机电磁振动的磁—固耦合分析[D]. 符嘉靖.浙江大学 2012
本文编号：3481415
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