4 仿真实验
通过对异步电机电磁力波的理论分析，可知，采用槽配合或斜槽均能使电磁
力波中的低阶径向力波减少，从而降低电磁噪声，为进一步验证这两种方法的有效性，下面分别以Y802-2笼型感应电机和YKK500-10 型电机为对象，做了如下仿真实验。
4.1 斜槽时的仿真
为验证采用斜槽的方法的有效性，以一台Y802-2笼型感应电机为研究对象，对其电磁振动进行了时域和频域上的仿真实验。
4.1.1 电磁振动时域仿真
将各个时刻的电磁力在定子齿表面上循环加载后，把电机4个地脚的 X、Y、Z 方向位移约束均设置为零，进行瞬态动力学的计算，得到电机有限元模型各个节点上的位移信息。以电机机壳上表面某节点的振动位移作为研究对象，分析两种情况下电磁振动的变化规律。在两种情况下，A 点的 X、Y、Z 方向振动位移曲线分别如图3—5所示。
图3 电机机壳 A 点处 X 方向振动位移随时间的变化曲线
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图4 电机机壳 A 点处 Y 方向振动位移随时间的变化曲线
图5 电机机壳 A 点处 Z 方向振动位移随时间的变化曲线
从图3—5可知，在启动过程中直槽时的振动位移明显大于斜槽时，在稳定以后直槽时的位移幅值较大并且波动也较大，斜槽时的位移幅值较小并且比较平稳。从振动方向上看，X、Y 方向的振动位移比 Z 方向的大，说明径向的振动大于轴向振动。从而说明采用斜槽可降低异步电机的电磁噪声。
4.1.2电磁振动的频域仿真
为了比较转子直槽与斜槽两种不同情况下电机振动频谱的变化，分别对 X、Y 方向的振动位移进行频谱分析，截取了与齿谐波相对应的频率，如图 6、7所示。
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图6 电机 A 点 X 方向振动位移频谱图
图7 电机 A 点 Y 方向振动位移频谱
从 X、Y 方向上看，两种情况下 X方向在798Hz 出现振动峰值；Y 方向在798Hz 和898Hz 频率上都出现振动峰值，这与齿谐波相对应的频率一致，并且斜槽电机的振动峰值是直槽电机的50%以下。可见，采用转子斜槽能够削弱齿谐波对应频率的幅值，从而减小电机的振动位移，进而降低电磁噪声。
4.2 槽配合时的仿真
为验证采用槽配合方法的有效性，以YKK500-10 型电机为例。定子槽数为90，以下分析两种槽配合：一是转子76槽；二是转子72槽。分析中对所关注的力波的最高阶次
mmax= 8。
4.2.1 90/76 时电磁噪声分析
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首先分析表3中阶次小于等于mmax的力波，结果如表4所示（空载）。再由模态计算结果可知，定子整机存在一个 4 阶 856Hz 的模态（且定子铁心存在一个 4 阶 879Hz 的模态），即表4中4阶力波的频率和4阶模态的频率相接近，从而该槽配合会使定子产生较大的电磁振动，即4阶 860Hz 的力波会导致定子共振而引起 860Hz 频段的高电磁噪声。
表4 转子76槽时低阶次力波
实测的空载噪声如图8所示，其中A计权声压级105分贝的最大噪声出现在860Hz，测试时突然断电后860Hz 的噪声消失，说明它为电磁噪声，这与上面的分析一致。
图8 转子76 槽时实测的空载噪声频谱
空载时基于有限元法计算的径向电磁力波如表5所示，从中看出4阶860Hz
力波幅值很高，它为一阶定子齿谐波和一阶转子齿谐波引起的力波。
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表5径向电磁力波（转子76槽）
4.2.2 90/72 时电磁噪声分析
对于该槽配合，分析表3中阶次小于等于mmax的力波，结果如表6所示。
表6 转子72槽时低阶次力波
其中力波的频率为空载时的计算值。由定子模态分析可知，与表6中力波同阶次的模态固有频率与力波频率均相差较远，从而初步判断该槽配合不会引起大的电磁噪声。为了检验该槽配合，空载时基于有限元法计算的径向磁力波如表7所示。其中力波和定子模态计算结果可知，阶次小于等于
mmax且幅值比较大的力波分别
与同阶次定子模态的固有频率均相差较远，它们均难以引起共振。由此可判断该槽配合是合适的。
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