設(shè)計(jì)優(yōu)化改善三相異步電動機(jī)噪音的措施，初步確定電磁方案后，通過有限元仿真分析，進(jìn)行電磁激振力與零部件固有頻率、振動模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析、溫度場計(jì)算；通過對多物理場耦合分析，反復(fù)迭代計(jì)算，進(jìn)一步優(yōu)化電磁設(shè)計(jì)方案，確定電機(jī)零部件尺寸及電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時主要考慮材料選型、結(jié)構(gòu)抗沖擊分析、整體輕量化設(shè)計(jì)等方面。軸承選用時，注意軸承的受力狀態(tài)和自身的噪音控制。端蓋設(shè)計(jì)時注重質(zhì)量分配、結(jié)構(gòu)剛度強(qiáng)化以及沖擊載荷，進(jìn)行相關(guān)校核計(jì)算。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，基于電磁力產(chǎn)生機(jī)理、零部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、振動傳遞路徑、零部件應(yīng)力消除及軸承安裝與預(yù)緊等振動影響因素，開展電機(jī)全工序制造工藝研究，通過進(jìn)一步優(yōu)化電磁設(shè)計(jì)、采用高精度軸承、改進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)等措施，降低電機(jī)的振動和噪音。
低噪音三相異步電動機(jī)通過分析電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子氣隙中的基波磁場和一系列諧波磁場的影響因素，采取措施削弱幅值較大的低頻次徑向力波。利用低噪聲電磁設(shè)計(jì)軟件，展開槽配合、定、轉(zhuǎn)子槽型尺寸、轉(zhuǎn)子斜槽和繞組型式等關(guān)鍵磁路參數(shù)設(shè)計(jì)，通過反復(fù)迭代計(jì)算，確定電機(jī)定、轉(zhuǎn)子鐵芯齒部、軛部磁通密度、氣隙磁密、定、轉(zhuǎn)子電流密度、熱負(fù)荷及電氣性能參數(shù)。運(yùn)用Ansys Maxwell 2D分別進(jìn)行電機(jī)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)電磁場有限元分析計(jì)算，根據(jù)電機(jī)電磁場穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)及額定轉(zhuǎn)速時的磁力線和磁通密度分布情況，進(jìn)行磁場計(jì)算。空載及負(fù)載電磁激振力幅值，電磁激振力分布可通過繞組、槽型及氣隙予以改善，使電磁設(shè)計(jì)更加合理。建立數(shù)學(xué)模型，結(jié)合 MATLAB 軟件可得到2D磁通密度的分布特性。對電機(jī)進(jìn)行有限元校核，考慮斜槽因素，進(jìn)行時間和空間電磁激振力計(jì)算，通過優(yōu)化槽斜度、槽型設(shè)計(jì)及繞組形式，降低電磁激振力幅值，從而降低電機(jī)振動噪聲。通過電機(jī)振動模態(tài)有限元分析，確定電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的振動模式和頻率的計(jì)算方法?；谟邢拊治隼碚?，將電機(jī)的結(jié)構(gòu)和材料特性建模為有限元模型，利用數(shù)值求解方法計(jì)算出模態(tài)（振動特征），優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)電機(jī)性能，對電磁方案進(jìn)行調(diào)整，重復(fù)迭代計(jì)算，直到各項(xiàng)達(dá)到最優(yōu)效果，輸出最終電磁設(shè)計(jì)方案。
低噪音三相異步電動機(jī)需要在常規(guī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行減振降噪設(shè)計(jì)，抗沖擊設(shè)計(jì)，輕量化設(shè)計(jì)，電機(jī)軸承外圈防蠕動設(shè)計(jì)。優(yōu)化電磁設(shè)計(jì)，采用合理的槽配合，有效抑制電磁噪聲；采用合理的裝配工藝，預(yù)防因機(jī)械原因產(chǎn)生的電磁噪聲；定、轉(zhuǎn)子沖片采用特殊槽形設(shè)計(jì)、鑄鋁轉(zhuǎn)子特殊斜槽設(shè)計(jì)，可有效削弱電磁激振力；提高零部件的加工精度和轉(zhuǎn)子動平衡精度，降低電動機(jī)振動；采用特殊定制的單旋向風(fēng)扇，抑制電動機(jī)的空氣噪聲。
某型低噪音電機(jī)采用磁路法和有限元法開展三相異步電機(jī)電磁激勵計(jì)算分析，磁路法采用低噪聲電機(jī)電磁設(shè)計(jì)軟件，軟件考慮了鐵心疊壓系數(shù)、電源諧波、沖片軋制因素、定轉(zhuǎn)子開槽的等影響因素，能夠采用低諧波繞組形式，分析不同諧波次數(shù)的繞組系數(shù)及磁動勢，計(jì)算空載和負(fù)載情況下產(chǎn)生激振力的氣隙及組合諧波磁密，通過調(diào)整定轉(zhuǎn)子槽型相關(guān)物理尺寸和繞組參數(shù)，降低主要諧波磁密，合理設(shè)計(jì)電機(jī)效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)矩等電氣性能參數(shù)，初步確定電磁數(shù)據(jù)模型。有限元法采用三維電磁場分析，分析計(jì)算電磁場分布，并通過麥克斯韋應(yīng)力張量法進(jìn)一步求得氣隙瞬時電磁力分布，運(yùn)用優(yōu)化分析處理功能或NVH仿真分析，對定轉(zhuǎn)子槽型、轉(zhuǎn)子斜槽度、繞組分布等進(jìn)一步迭代分析計(jì)算，降低電機(jī)電磁力，最終確定電機(jī)電磁設(shè)計(jì)方案。制定低噪聲電機(jī)全工序制造工藝和工裝夾具，如定轉(zhuǎn)子沖片軋制工藝、定子鐵心疊壓工藝、機(jī)座及端蓋高精度加工制造工藝、消除應(yīng)力的工藝措施、零部件裝配工藝、軸承振動噪聲控制及安裝工藝、轉(zhuǎn)子動平衡及整機(jī)動平衡工藝，設(shè)計(jì)定轉(zhuǎn)子沖模、定子繞線模具、轉(zhuǎn)子夾軸、鑄鋁模及其他機(jī)械加工用工裝夾具，利用高精度加工機(jī)床和三坐標(biāo)檢測手段，實(shí)行“三定”原則，保證工藝方案的實(shí)施和驗(yàn)證。通過上述電磁和結(jié)構(gòu)等方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及全工序的工藝優(yōu)化研究，最終該型電動機(jī)通過電氣性能和流體與結(jié)構(gòu)性能的檢測，電氣性能和結(jié)構(gòu)噪聲均滿足該型產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)要求。