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摘 要：永磁同步电动机以自身体积小、运行可靠且损耗低、效率高等优势特点被广泛的应用于各领域中，而小功率永磁同步电动机的设计所强调的是体积与性能的高比值，进而满足各领域的实际应用需求。在此背景下，小功率永磁同步电动机振动过大问题随之产生，如何实现对这一问题的有效解决，以实现对电磁振动噪音的有效控制，并提高电动机的性能，亟待解决。本文基于小功率永磁同步电动机的电磁振动与处理问题展开了研究，以供参考。
关键词：小功率；永磁同步电机；电磁振动；处理
永磁同步电动机电磁振动问题一直以来都是行业研究的焦点所在，其振动的存在是电磁产生噪音的根源，因此，要想实现对小功率永磁同步电机振动与噪音问题的有效处理，需要在明确这一电动机气隙中磁场的分布，进而在实现对振动问题有效处理的基础上，实现对噪音问题的有效控制。与此同时，要想提高相应制造企业在该领域生产上的竞争力，同样需要在设计上解决好电动机振动问题，以满足当前国家对工业噪音控制的要求，提高人们的生活环境质量。
1小功率永磁同步电动机相关理论综述
这一永磁同步电机电磁振动问题是基于电机气隙中基波磁场与谐波磁场二者相互作用而产生的，而电磁振动是这一电动机噪音产生的根源，因此，要想实现对永磁同步电动机噪音的有效控制，就需要研究电机气隙中磁场的分布，在此基础上实现对电机振动问题的处理。从谐波电磁力的相关理论上分析，在二者相互作用的过程中，电磁力会向两个方向进行分量：径向与切向。其中，径向分量电磁力的作用会使定子铁心产生振动问题，进而发生变形；而切向分量下的电磁力会与电磁转矩相互作用，进而使得齿轮根部发生弯曲，同时发生振动问题。
具体分析如下：首先，气隙磁场。基于相关原理能够得出：在电动机中，其铁心的磁导率要远比空气的磁导率大，而由于铁心磁阻很小，所以可以忽略不计，而通过相应的计算可知：磁体的磁势集中于气隙上；而在定子与转子磁势的计算上，基于分数次谐波的存在，这一计算的实现较难，而为了明确这一磁势，需要明确相应的基准波，然后将各次谐波的次数均匀增加相应倍数，进而明确这一磁势；气隙磁密的计算因铁心磁阻小，同样忽略不计，进而明确相应的磁密。其次，定子铁心表面所承受的电磁力。这一电磁力的明确需要结合Maxwell应力原理，将这一电磁力进行表示，在此过程中因铁心的磁导率要比空气的大，在这一作用下磁通密度在径向的分量要远大于切向分量上的。通过如上的分析表明电磁力振动的产生与如下两方面因素相关：力波幅值的大小以及次数。力波的幅值越大、次数越低，相应的振动就越加频繁，进而所产生的噪音也就越大。
2 相应电磁振动的产生的原因分析与处理对策
2.1总体原因分析与相应的处理对策
在小功率永磁同步电动机中，电磁振动主要是基于径向电磁力而产生的，通过振动位移公式能够得出：电动机振动最大的情况为径向电磁力下的频率与电机本身所具有的频率接近，在此种情况下，电动机所产生的噪音最大。这就意味着在实际设计这一电动机的过程中，要将两者之间的频率拉开，以足够的差距来实现对振动问题的解决，进而实现对电动机噪音的有效控制。
2.2仿真结果分析
首先，明确分析对象与重点。在明确这一电动机各参数的基础上，对同次谐波、定转子谐波以及转子同此谐波的相互作用进行分析，然后对电动机电磁振动进行计算。计算的内容包括样机空载仿真与额定负载仿真，计算的过程中需要围绕如下两方面内容进行：随着时间以及位置变化下的电磁力。其中空载仿真分析结果表明这一振动是电动机电磁振动的重点部分，是处理振动问题的主要点；而额定负载仿真分析的结果说明在这一情况下其振动位移与相应的振动速度都要比空载情况下大，因此，需要在设计的过程中实现对电机本身结构的优化，以拉开固有频率与振动频率差的距离，进而实现对振动与噪音问题的有效控制。
3实际设计过程中实现对电磁振动有效处理的具体途径
首先，需要将电动机中的极数进行适当的增加，进而将基波磁场所产生的幅值最大旋转力波加大，在此情况下，这一电动机就能够实现对二倍基波频率的有效避免，进而实现对电磁振动的有效控制；其次，在进行定子绕组的过程中，需要采用双层叠绕组，这样就能够将每极每相槽数增大，相应的定子谐波磁势就会被减弱，与此同时，在进行转子磁钢的设计与安装时，需要对其形状进行充分的考虑，在此基础上明确相应的角度进行安装。完善这一设计与安装内容能够将定转子谐波磁场所产生的振动降低最低，进而实现对振动下噪音的有效控制。再次，如果采用PWM变频器进行供电，相应的电动机在设计的过程中需要将每项串联匝数进行增加，进而将电动机的电抗能力提升，以降低变频器下电流的频率，或者在电流输出端增加滤波器，进而将高频引发的振动问题进行完善解决。最后，为了最大程度的降低永磁同步电动机的电磁振动与噪音问题，需要在设计的过程中注意：定子槽数要大于极数，以避免因等于或者接近极数而产生强振动噪音的问题，例如：如果一台永磁同步电磁机是采用三相八极的设计方式，那么在定子槽数的设计上要避开选用如9/15等数值。
4 总结
综上所述，在小功率永磁同步电动机中，由于电磁振动问题的存在，致使相应的噪音问题严重的困扰了使用人群，因此，在实际设计与安装的过程中，需要结合振动问题产生的根源，进而实现有针对性的解决，以在降低振动的同时，实现对噪音问题的有效控制。
参考文献：
[1]宋志环.永磁同步电动机电磁振动噪声源识别技术的研究[D].沈阳工业大学，2010.
[2]陈秋明，陈勇.永磁同步电动机电磁振动噪声机理研究[J].微特电机，2013，08：1-5+19.
[3]陈治宇、黄开胜、田燕飞、陈风凯.永磁同步电动机振动和噪声抑制的研究[J].微电机，2014，03：20-23+28
关键词：小功率；永磁同步电机；电磁振动；处理
永磁同步电动机电磁振动问题一直以来都是行业研究的焦点所在，其振动的存在是电磁产生噪音的根源，因此，要想实现对小功率永磁同步电机振动与噪音问题的有效处理，需要在明确这一电动机气隙中磁场的分布，进而在实现对振动问题有效处理的基础上，实现对噪音问题的有效控制。与此同时，要想提高相应制造企业在该领域生产上的竞争力，同样需要在设计上解决好电动机振动问题，以满足当前国家对工业噪音控制的要求，提高人们的生活环境质量。
1小功率永磁同步电动机相关理论综述
这一永磁同步电机电磁振动问题是基于电机气隙中基波磁场与谐波磁场二者相互作用而产生的，而电磁振动是这一电动机噪音产生的根源，因此，要想实现对永磁同步电动机噪音的有效控制，就需要研究电机气隙中磁场的分布，在此基础上实现对电机振动问题的处理。从谐波电磁力的相关理论上分析，在二者相互作用的过程中，电磁力会向两个方向进行分量：径向与切向。其中，径向分量电磁力的作用会使定子铁心产生振动问题，进而发生变形；而切向分量下的电磁力会与电磁转矩相互作用，进而使得齿轮根部发生弯曲，同时发生振动问题。
具体分析如下：首先，气隙磁场。基于相关原理能够得出：在电动机中，其铁心的磁导率要远比空气的磁导率大，而由于铁心磁阻很小，所以可以忽略不计，而通过相应的计算可知：磁体的磁势集中于气隙上；而在定子与转子磁势的计算上，基于分数次谐波的存在，这一计算的实现较难，而为了明确这一磁势，需要明确相应的基准波，然后将各次谐波的次数均匀增加相应倍数，进而明确这一磁势；气隙磁密的计算因铁心磁阻小，同样忽略不计，进而明确相应的磁密。其次，定子铁心表面所承受的电磁力。这一电磁力的明确需要结合Maxwell应力原理，将这一电磁力进行表示，在此过程中因铁心的磁导率要比空气的大，在这一作用下磁通密度在径向的分量要远大于切向分量上的。通过如上的分析表明电磁力振动的产生与如下两方面因素相关：力波幅值的大小以及次数。力波的幅值越大、次数越低，相应的振动就越加频繁，进而所产生的噪音也就越大。
2 相应电磁振动的产生的原因分析与处理对策
2.1总体原因分析与相应的处理对策
在小功率永磁同步电动机中，电磁振动主要是基于径向电磁力而产生的，通过振动位移公式能够得出：电动机振动最大的情况为径向电磁力下的频率与电机本身所具有的频率接近，在此种情况下，电动机所产生的噪音最大。这就意味着在实际设计这一电动机的过程中，要将两者之间的频率拉开，以足够的差距来实现对振动问题的解决，进而实现对电动机噪音的有效控制。
2.2仿真结果分析
首先，明确分析对象与重点。在明确这一电动机各参数的基础上，对同次谐波、定转子谐波以及转子同此谐波的相互作用进行分析，然后对电动机电磁振动进行计算。计算的内容包括样机空载仿真与额定负载仿真，计算的过程中需要围绕如下两方面内容进行：随着时间以及位置变化下的电磁力。其中空载仿真分析结果表明这一振动是电动机电磁振动的重点部分，是处理振动问题的主要点；而额定负载仿真分析的结果说明在这一情况下其振动位移与相应的振动速度都要比空载情况下大，因此，需要在设计的过程中实现对电机本身结构的优化，以拉开固有频率与振动频率差的距离，进而实现对振动与噪音问题的有效控制。
3实际设计过程中实现对电磁振动有效处理的具体途径
首先，需要将电动机中的极数进行适当的增加，进而将基波磁场所产生的幅值最大旋转力波加大，在此情况下，这一电动机就能够实现对二倍基波频率的有效避免，进而实现对电磁振动的有效控制；其次，在进行定子绕组的过程中，需要采用双层叠绕组，这样就能够将每极每相槽数增大，相应的定子谐波磁势就会被减弱，与此同时，在进行转子磁钢的设计与安装时，需要对其形状进行充分的考虑，在此基础上明确相应的角度进行安装。完善这一设计与安装内容能够将定转子谐波磁场所产生的振动降低最低，进而实现对振动下噪音的有效控制。再次，如果采用PWM变频器进行供电，相应的电动机在设计的过程中需要将每项串联匝数进行增加，进而将电动机的电抗能力提升，以降低变频器下电流的频率，或者在电流输出端增加滤波器，进而将高频引发的振动问题进行完善解决。最后，为了最大程度的降低永磁同步电动机的电磁振动与噪音问题，需要在设计的过程中注意：定子槽数要大于极数，以避免因等于或者接近极数而产生强振动噪音的问题，例如：如果一台永磁同步电磁机是采用三相八极的设计方式，那么在定子槽数的设计上要避开选用如9/15等数值。
4 总结
综上所述，在小功率永磁同步电动机中，由于电磁振动问题的存在，致使相应的噪音问题严重的困扰了使用人群，因此，在实际设计与安装的过程中，需要结合振动问题产生的根源，进而实现有针对性的解决，以在降低振动的同时，实现对噪音问题的有效控制。
参考文献：
[1]宋志环.永磁同步电动机电磁振动噪声源识别技术的研究[D].沈阳工业大学，2010.
[2]陈秋明，陈勇.永磁同步电动机电磁振动噪声机理研究[J].微特电机，2013，08：1-5+19.
[3]陈治宇、黄开胜、田燕飞、陈风凯.永磁同步电动机振动和噪声抑制的研究[J].微电机，2014，03：20-23+28