The dynamic development of electromobility has resulted in new directions of research, one of which is the analysis of the noise of traction motors. The designs of the motors used in electric vehicles are relatively new and often modified. In addition, strong competition also forces an increase in the power generated per unit mass of the motor, often at the expense of weakening the mechanical structure. This may result in an increase in the noise level generated by the electric drive, so this issue should be analyzed at the motor design stage. Different construction and operating conditions in relation to industrial or railway traction motors make it necessary to constantly develop methods for the noise analysis of the motors for electric vehicles. The aim of this article is to review the methods used so far in an analysis of the noise generated by the motors for electric vehicles. Three main methods are used by the authors of this paper: the analytical method, the hybrid method using two-dimensional models, and the hybrid method using three-dimensional models. In addition to the review of these methods, the paper also focuses on a synthetic summary of the most important factors determining the level and nature of the noise generated by electric vehicle motors.

The rapid development of electromobility is placing ever higher demands on new electric motor designs. This results in a gradual reduction in weight with a simultaneous increase in maximum torque. As a result, unfavorable phenomena, such as vibration and noise, can become apparent in the drivetrain. Modeling and evaluation of the acoustic noise sources of a traction motor are particularly important when it is used, for example, as the traction drive of an electric bus, where too high noise levels can have a negative impact on passengers. This article describes methods for analyzing and evaluating the root causes of noise that occurs in permanent magnet traction motors with a rotor in which the magnets have been placed inside the rotor (PMSM IPM). This paper presents an analysis of acoustic noise and forces acting in the air gap of a 240 kW motor with 60 stator slots and 2p = 10 (s60p20) as the number of pole pairs designed for bus and truck drives. To determine the dominant noise sources and evaluate their value, the forces acting in the air gap and their effect on the deflection of the outer surface of the stator yoke were calculated. The natural frequencies of the machine, their frequencies for the entire rotor speed range, and the frequency of vibration of the motor stator were calculated. Based on these data, the sound power level (A-SWL) was calculated at varying motor speeds. MANATEE software (EOMYS, 9, avenue de la Créativité, 59650 Villeneuve d’Ascq—FRANCE) from EOMYS was used to perform vibroacoustic calculations. The analysis results were also subjected to verification on a laboratory bench.

W artykule opisano podstawowe metody analizy i oceny przyczyn hałasu występującego w silnikach trakcyjnych z magnesami trwałymi z wirnikiem, w którym magnesy zostały umieszczone wewnątrz wirnika (PMSM IPM). Przedstawiono w nim analizę hałasu akustycznego silnika o mocy 240 kW z 60 żłobkami stojana i liczbą par biegunów 2p=10 przeznaczonego do napędów autobusów i samochodów ciężarowych. W dalszej części pokazano wyniki analizy wpływu kadłuba na ogólny poziom hałasu silnika. Obliczono częstotliwości drgań własnych stojana silnika oraz sił działających w szczelinie powietrznej. Na podstawie tych danych obliczono poziom mocy akustycznej (A-SWL) w całym zakresie prędkości obrotowych silnika zarówno z kadłubem, jak również bez kadłuba. Pokazano, jak wpływa kadłub na poziom hałasu silnika, określono co jest podstawowym źródłem hałasu silników trakcyjnych pracujących w szerokich zakresach prędkości obrotowych

W artykule przedstawiono analizy wibroakustyczne nowoczesnych silników synchronicznych z magnesami trwałymi. Analizowane silniki są wykorzystywane w napędach elektrycznych pojazdów osobowych oraz dostawczych, w których dopuszczalna masa całkowita (DMC) nie przekracza 3.5 t. Ze względu na specyficzne wymagania napędów trakcyjnych takie jak: wysoki moment maksymalny, praca przy wysokich prędkościach obrotowych oraz duża moc w stosunku do masy i objętości silnika, może dochodzić do nadmiernego hałasu generowanego przez napęd. Dążenie do minimalizacji masy oraz podnoszenia parametrów elektromechanicznych napędu powoduje zmniejszenie sztywności konstrukcji mechanicznej silnika, co może powodować nadmierny wzrost poziomu hałasu. Projektowanie napędów trakcyjnych pracujących w szerokim zakresie prędkości obrotowych wymaga przeprowadzania analizy wibroakustycznej już na etapie projektu silnika oraz jego modyfikacji, tak aby spełniał zarówno parametry elektromechaniczne, jak również wibroakustyczne, co zostało przedstawione w poniższym artykule

The article presents the basic methods that can be used for vibroacoustic analysis of electric drives using synchronous motors with permanent magnets. Along with increasing power, while trying to maintain a favorable ratio of mass to generated power, unfavorable phenomena, which are then sources of noise, may appear. This can lead to an unfavorable impact of such a drive on the environment in which it operates.