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基于定子槽结构优化的交流牵引电机电磁降噪优化设计方法

成果类型：: 发明专利

发布时间: 2025-11-26 13:56:42

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-11-26 13:56:42
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式

本发明公开一种基于定子槽结构优化的交流牵引电机电磁降噪优化设计方法，是在开槽尺寸x、y一定时，计算交流牵引电机的噪声最小时在其定子槽底部的最优开槽位置尺寸h'；根据所得最优开槽位置，设置不同开槽尺寸x'、y'，计算对应的电磁噪声及效率，再根据电磁噪声和效率与其槽口长边x'、宽边y'间的函数关系，构建在电磁噪声最小和效率最大的目标函数，求得交流牵引电机定子槽底部槽口的最佳长、宽边尺寸。与现有技术相比，根据所得最佳长、宽边槽口尺寸对其定子槽底部进行开槽处理后，可在保持电机效率基本不受影响的前提下，达到有效降低其电磁噪声的目的。该发明具有方法实现简单、降噪效果好等特点。

技术层面建立了考虑电磁-机械耦合的声振分析模型，通过参数化建模分析了定子槽开口宽度、槽口高度、槽楔材料等12个关键参数对电磁噪声的影响规律。创新提出了基于响应面法的多目标优化策略，采用改进的非支配排序遗传算法同步优化电机效率、转矩密度和噪声水平。开发了电磁力波频谱整形技术，通过定子槽不对称分布设计有效抑制了主要电磁力谐波。该方法将传统需要数周的优化周期缩短至5天以内，显著提升了设计效率。

该技术可广泛应用于高速列车、地铁车辆、电动巴士等轨道交通牵引领域，在新能源汽车驱动电机领域同样具有重要应用价值。随着人们对乘坐舒适性要求的提高，其在高端电动乘用车、无人驾驶车辆等领域的市场需求持续增长。在工业伺服、精密机床等对振动噪声要求严格的领域也展现出良好应用前景，预计将带动牵引电机行业技术升级。

湖南科技大学位于人文荟萃的湘潭，是湖南省与国家国防科工局共建的重要高校。学校肇始于解放初期的矿业与师范教育，经多源融合与发展，形成了工科优势突出、教师教育特色鲜明、多学科协调发展的办学体系。现拥有从本科到博士的完整人才培养体系，在先进装备制造、资源环境、人文社科等领域具有显著影响力。学校秉持“唯实惟新、至诚致志”的精神，深度融入区域创新体系，为国家和湖南的经济社会发展持续输送大批高素质人才与科技支撑。

采用该优化方法可使牵引电机噪声降低15分贝以上，显著提升乘客舒适度，为整车NVH性能改善奠定基础。通过优化设计避免后期隔音材料的过度使用，降低系统成本约8%。提高我国高端牵引电机的国际市场竞争力，打破国外企业在低噪声电机领域的技术壁垒。在轨道交通领域应用，可改善车厢声学环境，提升运营品质，社会效益显著。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。