新能源汽車電機本體的噪聲主要包括機械噪聲和電磁噪聲，機械噪聲主要是軸承噪聲，我們關注的重點是電機的電磁噪聲，其主要由兩部分構成：槽極交互引起的噪聲（驅動電流完全正弦）；PWM波載波驅動注入相電流的諧波引起的電機噪聲。

基于MANATEE的階次分析

電機的E-NVH問題非常復雜，要分析電機的電磁噪聲問題，就需要了解一些新的概念，本文介紹一下電機分析中的階次的概念。階次描述的是一些周期性物理量的空間頻率，如沿電機氣隙周期性分布的磁動勢、磁導、磁密、電磁力等物理量。如某物理量A的空間表達式為如公式1所示：

從公式1可知，A是由0到無窮階的空間諧波組成，r為階次，一個氣隙周期為360°機械角度，即為2π，那么r階的波長為2π/r，階次也反映了某物理量沿著氣隙一周的波數。例如：根據電磁力的計算公式，可知電磁力正比于氣隙磁密的平方，電磁力的最大階次由轉子的極數決定的，即r=2p。

當引入時域概念后，我們獲得了某階次單一頻率的時域表達式如下所示，其行波速度為w/r，行波方向取決于角速度和階次的±，在MANATEE中，頻率總是為正，階次可能為負。

某一階次的空間諧波就在頻率軸上有了傅里葉分解。如下圖所示

基于MANATEE的力密度的時空分布

下面展示幾個階次的力波力型方便理解。0階為電機的徑向脈振力波，1階為偏心不平衡磁拉力，2階為橢圓力型；

階次分析是電機E-NVH分析的基礎，因為電機的共振不僅取決于電磁激勵的階次和頻率，同樣與結構的模態和固有頻率有關。剛度是一個跟材料屬性和形狀有關的物理量，由于定子軛部在向外位移的時候，剛度是變化的，電磁力階次越高，電機振動的位移量越小，所以電機的振動與噪聲主要關注低階次。然而考慮到電磁力與磁密的平方關系，高階次氣隙磁密能夠激起低階次的電磁力，如48槽8極永磁同步電機，由于轉子諧波r1=13P=52和定轉子磁場的磁密諧波r2=Zs+p=52的共同作用，造成了電磁力的r=r1-r2=0的0階增加。