徑向力引起的電機(jī)振動(dòng)由電磁噪聲差生機(jī)理分析可知，徑向力都作用在定、轉(zhuǎn)子鐵心上，使定子鐵心產(chǎn)生周期性徑向變形，即發(fā)生電機(jī)振動(dòng)。電機(jī)振動(dòng)的定量計(jì)算現(xiàn)在較為普遍采用的是有限元法和能量法，本文為了從振動(dòng)產(chǎn)生原理方面進(jìn)行解釋?zhuān)捎玫氖悄芰糠ā⒍ㄗ幼鳛槎嘧杂啥日駝?dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析，依據(jù)保守系統(tǒng)拉格朗日運(yùn)動(dòng)方程，L為系統(tǒng)動(dòng)能T與位能V之差；qj為廣義坐標(biāo)；q·j為廣義坐標(biāo)對(duì)時(shí)間t的變化率，也稱(chēng)廣義速度；FQj為廣義力(此處為定子系統(tǒng)徑向力Fr)；k為系統(tǒng)自由度。用廣義坐標(biāo)、電機(jī)尺寸參數(shù)或材料屬性表示系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能是式(9)的關(guān)鍵。

        當(dāng)電機(jī)定子鐵心振動(dòng)階次為γ時(shí)，用aj，bj為系統(tǒng)廣義坐標(biāo)，定義定子鐵心徑向位移ds，求出各導(dǎo)數(shù)，便可寫(xiě)出拉格朗日方程并進(jìn)行整理，繼而確定定子系統(tǒng)自由度k，得到k個(gè)二階常微分方程，利用初始條件，{zh1}解得運(yùn)動(dòng)方程，求出系統(tǒng)的徑向位移(振幅)。電磁噪聲聲振輻射由于受電磁力`產(chǎn)生的振動(dòng)，電機(jī)將振動(dòng)傳于四周空氣當(dāng)中，引起空氣中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)從而激發(fā)聲波，產(chǎn)生聲振輻射。聲波的頻率等于電機(jī)振動(dòng)的頻率，在可聽(tīng)聲的頻率范圍(20Hz～20kHz)內(nèi)形成電磁噪聲。研究電機(jī)電磁聲振輻射時(shí)，同樣滿(mǎn)足傳統(tǒng)聲波研究過(guò)程中對(duì)聲波和媒質(zhì)的假設(shè)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸(即輻射面周長(zhǎng))一般遠(yuǎn)大于輻射聲波的波長(zhǎng)，研究過(guò)程中近似認(rèn)為聲波沿機(jī)體某一法線方向傳播(設(shè)為x向)，屬于平面輻射過(guò)程，因此滿(mǎn)足一維聲壓波動(dòng)方程。

        算例國(guó)內(nèi)某新型城市軌道車(chē)輛，促使定子振動(dòng)而輻射的噪聲。該噪聲與氣隙中的諧波磁場(chǎng)、電磁力波幅值、頻率和極數(shù)等密切相關(guān)。電磁噪聲的產(chǎn)生機(jī)理如圖所示，電機(jī)運(yùn)行時(shí)氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生周期性的電磁力波，電磁力波作用于定子繞組及機(jī)座形成周期性的切向力和徑向力。切向力是克服電磁轉(zhuǎn)矩的反作用力，使定子齒根發(fā)生局部變形，產(chǎn)生齒振動(dòng)。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)分析，該類(lèi)齒振動(dòng)的固有頻率和電磁力的頻率彼此相差很大，加上槽內(nèi)繞組和槽楔對(duì)齒振動(dòng)的阻尼作用，使得切向力對(duì)電磁噪聲貢獻(xiàn)量非常小，研究中一般予以忽略。周期性的徑向力使電機(jī)氣隙中產(chǎn)生各種頻率的旋轉(zhuǎn)徑向電磁力波。每個(gè)徑向電磁力波都分別作用在定、轉(zhuǎn)子鐵心上，使定子鐵心外圓和機(jī)座出現(xiàn)隨時(shí)間周期性變化的徑向變形，即發(fā)生振動(dòng)，振動(dòng)頻率就是電磁力波作用的頻率。進(jìn)而，定子鐵心振動(dòng)(或發(fā)生諧振)通過(guò)彈性媒介(空氣)向四周輻射聲波，形成聲振輻射并產(chǎn)生電磁噪聲。

        圖電磁噪聲產(chǎn)生機(jī)理示意圖電磁噪聲聲振輻射定量分析據(jù)文獻(xiàn)研究認(rèn)為，車(chē)輛驅(qū)動(dòng)調(diào)速電機(jī)(多為感應(yīng)電機(jī))的電磁噪聲頻率通常分布在700～4000Hz之間，人耳對(duì)該頻段噪聲極為敏感。電機(jī)運(yùn)行時(shí)，常出現(xiàn)“嘯叫”等中高頻異響聲音，嚴(yán)重影響車(chē)輛乘坐舒適性，不利于人體健康。從上世紀(jì)二十年dk始，治理電磁噪聲的問(wèn)題就引起了人們的注意，但根本上的治理必須對(duì)產(chǎn)生機(jī)理充分理解，并依據(jù)其機(jī)理進(jìn)行理論計(jì)算，方可以從源頭上解決電磁噪聲問(wèn)題。論文在分析和理解電磁噪聲的產(chǎn)生機(jī)理的基礎(chǔ)上，將電磁噪聲聲振輻射的定量計(jì)算過(guò)程進(jìn)行了分析。