1 前言

当前新能源汽车电机电磁振动噪声，越来越受到电机开发人员的关注。如何快速定位噪声源，优化电机振动噪声成为突出问题。

MANATEE(Magnetic Acoustic Noise Analysis Tool for Electrical Engineering)是法国EOMYS工程开发的电机振动噪声仿真设计工具，是全球唯一一款专门应用于电机电磁-振动-噪声耦合分析设计工具。专注于计算由麦克斯韦电磁力波引起的振动噪声。软件包括电力电子驱动模块、电机电磁模拟模块、机械模拟模块以及噪声模拟模块、变速计算模块、多物理场耦合模块、优化模块等。能够快速计算评估电机从0启动至上万转转速运行过程的振动噪声状态（20~20000Hz人感官范围）。

由于电机电磁振动噪声机理复杂，难于定位，很难找到噪声源。本文从另外一个角度对电机的电磁振动噪声进行优化。遗传算法是一种搜索最优方案的算法，本文利用遗传算法，实现电机的多参数优化电机电磁振动噪声。

2 基于MANATEE的电机电磁振动噪声优化

MANATEE所用遗传算法为：NSGA2改进型遗传算法。

Step one：在OP_InManatee_prob.m文件中设置遗传算法计算参数

OP_InManatee_prob.m文件

在此文件中主要设置的参数为：初始种群数、进化迭代次数、目标函数文件等。

Input.Simu.Opt.npop = 40;                       % initial populationsize初始种群数

Input.Simu.Opt.ngen = 30;                       % 进化迭代次数

Input.Simu.Opt.fileobjname='OP_InManatee_objfunc'; %设置目标函数

Step two：设置OP_InManatee_constfunc.m目标函数

遗传算法的目标函数文件

在MANATEE中电机模型都可以进行参数且所有的输出都可以作为目标进行优化。下图所示为MANATEE软件的永磁同步电机结构参数。

MANATEE永磁同步电机转子结构参数

MANATEE软件电机的输出变量

本例样机为48S8P电机，选取变量气隙磁密基波、0阶12倍频电磁力、8阶10倍频作为优化的目标变量；将'W0r';'H0r';作为优化的变量。将声功率作为优化目标。下图所示为设置图。

优化函数设置

Step three：在matlab中直接运行OP_InManatee.m文件，运行

点击运行按钮

       Step four： 查看结果

运行结果查看命令

运行显示界面

结果文件：

不同代数下满足限制条件的种群百分比

不同变量声功率的变化情况

不同代数下，变量的取值情况

不同代数下，限制变量的变化情况

不同参数小，限制变量的变化情况

优化前电磁力大小-0阶12倍频为886.7

优化后电磁力大小-0阶12倍频为742.7

优化前0阶12倍频引起的噪声值为68.65

优化后0阶12倍频噪声为67.11

优化前后气隙磁密及其FFT-优化后气隙磁略微增加（红色为优化前）

3 结论

本文主要通过MANATEE软件OPT模块优化电机的电磁振动噪声，主要是设置限制条件、确定变量参数以及目标函数，通过遗传算法优化，可将电机的电磁噪声在不损失转矩的情况下降低。

文章来源：西莫电机论坛