新能源汽車電機(jī)本體的噪聲主要包括機(jī)械噪聲和電磁噪聲，機(jī)械噪聲主要是軸承噪聲，我們關(guān)注的重點(diǎn)是電機(jī)的電磁噪聲，其主要由兩部分構(gòu)成：槽極交互引起的噪聲（驅(qū)動(dòng)電流完全正弦）；PWM波載波驅(qū)動(dòng)注入相電流的諧波引起的電機(jī)噪聲。

基于MANATEE的階次分析

電機(jī)的E-NVH問題非常復(fù)雜，要分析電機(jī)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(jī)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(jī)氣隙周期性分布的磁動(dòng)勢、磁導(dǎo)、磁密、電磁力等物理量。如某物理量A的空間表達(dá)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(gè)氣隙周期為360°機(jī)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(shù)。例如：根據(jù)電磁力的計(jì)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(zhuǎn)子的極數(shù)決定的，即r=2p。

當(dāng)引入時(shí)域概念后，我們獲得了某階次單一頻率的時(shí)域表達(dá)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(fù)。

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(shí)空分布

下面展示幾個(gè)階次的力波力型方便理解。0階為電機(jī)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(jī)E-NVH分析的基礎(chǔ)，因?yàn)殡姍C(jī)的共振不僅取決于電磁激勵(lì)的階次和頻率，同樣與結(jié)構(gòu)的模態(tài)和固有頻率有關(guān)。剛度是一個(gè)跟材料屬性和形狀有關(guān)的物理量，由于定子軛部在向外位移的時(shí)候，剛度是變化的，電磁力階次越高，電機(jī)振動(dòng)的位移量越小，所以電機(jī)的振動(dòng)與噪聲主要關(guān)注低階次。然而考慮到電磁力與磁密的平方關(guān)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(jī)，由于轉(zhuǎn)子諧波r1=13P=52和定轉(zhuǎn)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。