在电机的开发与优化过程中，NVH（噪声、振动与声振粗糙度）测试是确保电机运行品质的关键环节。尤其是对于48槽8极电机，其独特的结构特性使得某些特定阶次的振动和噪声问题尤为突出。本文将深入探讨48槽8极电机在NVH测试中需要注意的关键阶次，并提出针对性的改进措施，助力电机性能的提升。

一、48槽8极电机NVH测试的关键阶次

在电机NVH测试中，阶次分析是一种不可或缺的方法。阶次表示在一转中发生多少次振动或噪声事件，与选取的参考转速密切相关。对于48槽8极电机而言，8阶、24阶和48阶是需要特别关注的关键阶次，这些阶次的电磁力较大，容易引发振动和噪声问题。

（一）8阶次：低频振动的“元凶”

8阶次与电机的极数直接相关。由于48槽8极电机的极数为8，因此8阶次是其主要阶次之一。8阶次电磁力主要引起电机的低频振动和噪声。这种低频振动虽然频率较低，但振幅较大，容易被察觉，对电机的运行品质和使用寿命产生较大影响。

（二）24阶次：径向电磁力的显著影响

24阶次是48槽8极电机的另一个重要阶次。24阶次电磁力主要由径向电磁力引起，对电机的振动和噪声有显著影响。径向电磁力会在电机运行过程中产生周期性的拉力，导致电机的振动加剧，进而引发噪声问题。

（三）48阶次：高阶次振动的关键因素

48阶次是48槽8极电机的高阶次之一。48阶次电磁力主要由电磁力“拉”定子齿部引起，对电机的振动和噪声有显著贡献。高阶次振动虽然频率较高，但其振幅也不容忽视，尤其是在高频运行状态下，48阶次的振动和噪声问题可能会更加突出。

二、48槽8极电机NVH问题的改进措施

针对48槽8极电机在8阶、24阶和48阶次下的NVH问题，我们可以从电磁设计和机械结构两个方面入手，采取以下针对性的改进措施：

（一）8阶次改进措施：强化机械精度

由于8阶次与电机的电磁设计密切相关，通过削弱电磁力来降低8阶次振动和噪声较为困难。因此，改进的重点应放在机械方面。具体措施包括加强对中性的设计，提高电机各部件的装配精度和同轴度。通过优化装配工艺，确保电机转子和定子之间的同心度，可以有效减少8阶次振动和噪声的产生。

（二）24阶次改进措施

针对永磁同步电机24阶次电磁力的改进措施，可以从以下几个方面进行优化：

1. 优化电机结构设计

转子开槽设计：采用组合型转子开槽方案，通过在转子表面设置主槽和辅槽，可以有效削弱电磁力谐波的幅值，降低转矩脉动。

优化定子槽型：调整定子槽型参数，如槽深、槽口角度等，能够改善气隙磁场分布，降低特定阶次的电磁力。

采用特殊拓扑结构：例如在转子表面设置导磁环或软磁极靴，可以优化磁场分布，减少漏磁，从而降低电磁力谐波。

2. 优化电机参数

气隙长度调整：适当增加气隙长度可以降低磁场强度，从而减少电磁力，但需平衡气隙长度与电机效率之间的关系。

永磁体尺寸优化：通过优化永磁体的尺寸和位置，降低特定阶次的电磁力。

3. 采用优化算法

田口迭代法：通过田口法对电机的结构参数进行优化，可以有效降低电磁力幅值和转矩脉动。

遗传算法：利用遗传算法对电机的电磁力进行优化，能够快速找到最优参数组合，降低电磁力谐波。

强度帕累托进化算法：结合优化预测元模型，对电磁力谐波进行多目标优化，可显著降低电磁力幅值。

4. 电磁力建模与仿真

精确建模：采用麦克斯韦张量法和有限元法对电磁力进行精确建模，分析其时空分布特性。

仿真验证：通过电磁仿真软件（如ANSYS Maxwell）对优化后的电机进行仿真验证，确保改进措施的有效性。

5. 其他改进措施

降低电磁噪声：通过优化电机的电磁设计，减少电磁力引起的振动和噪声，从而降低电磁力对电机性能的影响。

简化电机结构：在不影响性能的前提下，简化电机的磁场调节结构，降低加工难度和成本。

（三）48阶次改进措施：增加齿部刚度与开槽设计

针对永磁同步电机48阶次电磁力的改进措施，可以从以下几个方面进行优化：

1. 优化电机结构设计

转子开槽设计：通过在转子表面优化开槽的位置和形状，可以显著降低48阶次电磁力。例如，文献中提到通过优化矩形开槽的位置，可实现高达70%的48阶次谐波径向力下降。

斜极设计：采用转子斜极设计，能够有效削弱电磁力谐波的幅值。通过调整斜极角度，可以降低特定阶次的电磁力。

定子槽优化：增加齿部宽度或在齿部开槽，可以提高齿部的刚度并削弱电磁力，从而降低振动和噪声。

2. 调整气隙设计

不均匀气隙：采用不均匀气隙设计，可以使气隙磁场波形更加接近正弦波，从而减少电磁力波动。

优化气隙长度：适当增加气隙长度可以降低电磁力，但需平衡气隙长度与电机效率之间的关系。

3. 优化永磁体设计

优化永磁体尺寸和位置：通过调整永磁体的尺寸、形状和放置位置，可以有效降低48阶次电磁力。

采用多层磁钢结构：将磁钢层数设计为多层（如3层或2层），并通过削角处理或开隔磁孔，进一步降低电磁力。

4. 电磁仿真与优化算法

有限元仿真：利用有限元仿真（FEA）优化电机的电磁设计，确保气隙磁场的均匀分布，减少电磁力波动。

优化算法：采用遗传算法、田口法等优化算法，对电机的结构参数进行优化，以降低特定阶次的电磁力。

5. 其他改进措施

增加定子刚度：通过提高定子的机械刚度，可以减少电磁力引起的振动。

辅助槽设计：在定子齿上开设辅助槽，可以有效削弱径向电磁力的幅值。

三、总结

48槽8极电机的NVH性能优化是一个系统性工程，需要从电磁设计和机械结构两个方面入手。通过关注8阶、24阶和48阶次的关键问题，并采取针对性的改进措施，可以有效降低电机的振动和噪声，提升电机的运行品质和使用寿命。在实际应用中，我们需要根据具体工况和设计要求，灵活运用这些改进措施，不断优化电机的NVH性能，为电机的高效、安静运行提供有力保障。

希望本文对电机设计与优化领域的从业者有所帮助，也期待与更多同行交流NVH优化的经验和心得。