造成永磁同步电机电磁噪声的力源包括电磁力和磁致伸缩力,在以往的电机振动噪声研究中,麦克斯韦电磁力通常被认为是永磁同步电机电磁振动噪声的主要力源,随着对永磁同步电机振动噪声要求的不断提高,需要数值仿真更加接近电机实际工作的情况,因此,在仿真计算过程中必须考虑磁致伸缩效应对永磁同步电机振动噪声的影响。(1)首先介绍了完整的永磁同步电机电磁场理论,分别介绍永磁体磁场、绕组磁场及开槽效应对永磁体磁场和绕组磁场的影响的理论,并通过MATLAB软件进行编程计算得到不同情况下的磁密曲线;再与ANSOFT仿真计算的结果进行对比,以验证理论的正确性;最后根据麦克斯韦应力法计算电磁力,分别得到随时间、空间变化的电磁力和电磁力谐波分量等数据。(2)通过ANSYS对电机定子和定子机壳装配体进行模态分析,计算其前六阶振型图和固有频率,防止电机结构的固有频率与气隙中径向电磁力频率相接近,避免出现共振现象,加剧电机的电磁振动噪声,损伤人的听力,损坏重要的机械设备,并且可以在电机设计阶段通过优化改进电机结构来避免共振现象。(3)建立了考虑磁致伸缩效应的定子铁心磁-机耦合模型,解析计算了电磁力密度及磁致伸缩力密度。数值计算了定子振动位移、振动速度、加速度和声压分布。将所得结果与定子铁心在电磁力单独作用下的振动噪声响应进行对比,在考虑磁致伸缩效应时,定子齿径向力密度幅值比电磁力单独作用时增加了13%,定子铁心的变形量比电磁力单独作用时变形量增加了 13.4%,振动速度、加速度和声压级也明显增加,表明磁致伸缩效应对于电机振动噪声具有重要贡献;并且通过实验验证考虑磁致伸缩效应时电机噪声仿真结果误差更小,更接近实际测量值。因此在低噪声永磁同步电机的研发设计阶段,不能忽略磁致伸缩效应的影响。