本文以圆方永磁直流电机电磁噪声的抑制为研究对象,建立电机电磁场、结构振动与辐射声场的耦合方程,分析电机电磁噪声产生的主要机理及其引起声辐射的特性,根据分析结果创新性地引入带阻滤波法和谐波注入法用于有刷直流电机的噪声控制,通过优化两种方法的控制参数最终实现了对电机电磁噪声的有效抑制。电机中主要存在的四种电磁力,即定子受到的切向电磁力和径向电磁力以及转子受到的切向电磁力和径向电磁力,因此本文从以下方面对圆方永磁电机系统的电磁噪声展开研究:首先分别研究了定子和转子电磁场到电机辐射声场的耦合过程,从理论上分析以上两个主要部件电磁力的各主要参数对圆方电机声辐射的影响,并通过有限元仿真及实验验证了理论分析的结论;然后针对圆方电机的电磁噪声的控制,分别引入带阻滤波法和谐波注入法,定量地分析两种方法中各参数对控制效果的影响,并用实验验证了分析结论。针对圆方电机中的定子电磁力,重点研究定子中的两种电磁力的产生机理及其对圆方电机噪声的影响。考虑到电机噪声是涉及电磁场、结构振动以及声辐射的系统耦合问题,分别建立在上述两种电磁力作用下的结构振动及其与声辐射耦合的理论表达式,阐明电机定子电磁噪声与两种电磁力之间的数学物理关系。由于圆方电机的特殊结构,定子电磁切向力可以形成垂直于电机定子表面的分力,因而圆方电机有别于传统圆筒永磁电机,其振动噪声的产生根源不只是电磁径向力,电磁切向力也是主要根源。以该电磁分力作为输入进行定子谐响应及声辐射的有限元分析,仿真结果验证了上述理论结论。最后通过对圆方电机定子的噪声实验进一步验证理论和仿真结果的正确性。在转子电磁力对圆方电机噪声的影响研究方面,分别推导转子电磁径向力和切向力的解析表达式及其与辐射声场的耦合关系,研究其中主要参数对两种电磁力特性及耦合声场的影响,理论分析指出转子电磁径向力是产生电机噪声的根源,转子切向力主要产生电机的转矩脉动,对电机噪声影响较小。并采用有限元方法对电机转子的电磁场,以及在该电磁场作用下的结构振动进行仿真,仿真结果验证了该结论。最终的噪声实验也进一步验证了理论分析及仿真结果。本文还从理论上对比圆筒和圆方永磁直流电机的转子振动的特性,发现在相同极数下,定子的拓扑结构对转子振动影响较小。优化电机本体结构是一种可以有效改善电机噪声的途径,但是受到结构和加工工艺的限制,不仅使噪声改善效果有限,而且需要在成本和时间上付出较大代价。而现有的降低电机电磁噪声的控制方法研究主要集中于无刷及交流电机上,对有机械换向器的永磁直流电机的研究还没有见到有参考价值的研究成果。针对这一业界难题,为了降低结构已定的圆方永磁直流电机的噪声,提出带阻滤波法来抑制电机电磁噪声。首先推导了四种定子电磁力与谐波电压的解析表达式,分析运用控制方法优化四种电磁力的可行性,并在此基础上提出一种改良的黄金分割法,用以找到最优的谐波电压的初始相位角、频率和幅值。为了验证上述理论设计,针对电机的不同载荷情况分别设计相应的带阻滤波器,进行相关的噪声测试。实验结果验证带阻滤波器的良好控制效果及参数优化方法的有效性。带阻滤波方法可以有效降低电机的辐射噪声,但是很难精确地控制电机的谐波电压和电流幅值,因而不能最大限度地降低电机相应的谐波电磁力及其引起的噪声。针对以上问题,提出谐波注入的方法来抑制圆方电机噪声。在电压和电磁力理论研究的基础上,利用有限元方法研究定转子电磁力与注入谐波电压初始相位角、频率和幅值关系,进行参数优化,利用优化结果注入相应谐波电压从而有效降低了电磁力谐波和电磁噪声。本文还仿真分析转矩脉动与注入谐波电压和电流各参数的关系,分析结果表明转子径向电磁力受到注入谐波电压影响较小,使用谐波注入的方法达不到降低转子电磁径向力和转子电磁噪声的目的。最终的实验验证了上述理论和仿真结果的正确性。