高頻噪聲的案例
中高頻噪聲仿真的新科技—自主研發(fā)能量有限元軟件ProNas綜述
如何有效解決中高頻噪聲問(wèn)題目前仍是學(xué)術(shù)界和工程應(yīng)用領(lǐng)域的難題之一。在當(dāng)前解決中高頻噪聲的幾種主要理論方法中，ProNas能量有限元方法作為一種全新的可行有效的中高頻噪聲控制理論，具有較強(qiáng)的理論和應(yīng)用價(jià)值。
ProNas能量有限元方法克服了統(tǒng)計(jì)能量分析和能量有限元方法的不足之處，可用于求解強(qiáng)耦合、大阻尼等非保守系統(tǒng)，在降低工程應(yīng)用人員的操作難度，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期等方面都表現(xiàn)了極大的優(yōu)勢(shì)；并且，其核心算法，保證了仿真的精度與求解效率。在中高頻噪聲控制領(lǐng)域，ProNas能量有限元方法很值得期待。
基于ProNas能量有限元方法，安世亞太聯(lián)合國(guó)際最先進(jìn)的中高頻專家資源共同開發(fā)了擁有國(guó)內(nèi)自主軟件著作權(quán)的中高頻噪聲仿真分析軟件ProNas，助力解決中高頻噪聲控制難題。作為振動(dòng)噪聲工程界新一代前沿技術(shù)的代表，ProNas成功的破解了傳統(tǒng)中高頻方法面臨的困境。
ProNas能量有限元方法產(chǎn)生的背景
當(dāng)前，解決中高頻噪聲有幾種主要理論方法：統(tǒng)計(jì)能量分析方法、能量有限元方法及ProNas能量有限元方法。
統(tǒng)計(jì)能量分析是一種用于較寬頻率范圍內(nèi)的隨機(jī)噪聲的統(tǒng)計(jì)方法。但統(tǒng)計(jì)能量分析的應(yīng)用有大量前提假設(shè)，且統(tǒng)計(jì)能量分析不能保證子系統(tǒng)的空間變量信息的完整性，子系統(tǒng)的劃分需要一定的經(jīng)驗(yàn)，不易進(jìn)行實(shí)際結(jié)構(gòu)形態(tài)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。在這樣的背景下，能量有限元方法產(chǎn)生了。
能量有限元方法以波動(dòng)理論為基礎(chǔ)，將結(jié)構(gòu)離散，在單元之間建立能量密度的關(guān)系方程，求解得到結(jié)構(gòu)上所有點(diǎn)的能量密度響應(yīng)信息。能量有限元方法在結(jié)構(gòu)突變處引入大量重復(fù)節(jié)點(diǎn)及能量密度，計(jì)算效率上得不到平衡。而且，目前的能量有限元方法在結(jié)構(gòu)振動(dòng)及聲輻射問(wèn)題上的應(yīng)用還局限在簡(jiǎn)單的問(wèn)題上。
ProNas能量有限元方法應(yīng)需而生。
展開 自主研發(fā)噪聲仿真軟件ProNas如何解決中高頻噪聲難題
導(dǎo)讀：如何有效解決中高頻噪聲問(wèn)題目前仍是學(xué)術(shù)界和工程應(yīng)用領(lǐng)域的難題之一。在當(dāng)前解決中高頻噪聲的幾種主要理論方法中，ProNas能量有限元方法作為一種全新的可行有效的中高頻噪聲控制理論，具有較強(qiáng)的理論和應(yīng)用價(jià)值。
安世亞太基于ProNas能量有限元方法，聯(lián)合國(guó)際最先進(jìn)的中高頻專家資源共同開發(fā)了擁有國(guó)內(nèi)自主軟件著作權(quán)的中高頻噪聲仿真分析軟件ProNas，助力解決中高頻噪聲控制難題。本期結(jié)合案例介紹ProNas軟件的功能和優(yōu)勢(shì)，以及ProNas是如何幫助用戶解決中高頻噪聲問(wèn)題的。
概述
ProNas軟件是能量有限元分析（EFEA）和統(tǒng)計(jì)能量分析（SEA）領(lǐng)域的代表性解決方案。ProNas混合EFEA-SEA技術(shù)和基于能量有限容積算法的工程開發(fā)與應(yīng)用，代表著振動(dòng)噪聲工程界新一代的前沿技術(shù)。
在物理樣機(jī)制造之前，利用ProNas軟件對(duì)設(shè)計(jì)的虛擬樣機(jī)進(jìn)行振動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)，以達(dá)到降低產(chǎn)品成本、縮短開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量，并降低產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)的目的。同時(shí)，在物理樣機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)的過(guò)程中，可應(yīng)用該軟件進(jìn)行大量的靈敏度分析和整個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)激勵(lì)或聲場(chǎng)激勵(lì)下廣譜的隨機(jī)噪聲振動(dòng)評(píng)估。
ProNas軟件建模靈活、計(jì)算效率高，具有寬泛的阻尼和耦合強(qiáng)度適用范圍和簡(jiǎn)單易學(xué)的用戶操作界面，非常適用于結(jié)構(gòu)聲學(xué)問(wèn)題的可行性研究、靈敏度分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)等。
展開 ProNas能量有限元法在船舶中高頻噪聲預(yù)測(cè)的應(yīng)用
在上一期的文章《中高頻噪聲仿真的新科技—自主研發(fā)能量有限元軟件ProNas》中，我們介紹了ProNas能量有限元法產(chǎn)生的背景、原理、優(yōu)勢(shì)，以及基于ProNas能量有限元理論，安世亞太自主研發(fā)的ProNas軟件的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。
本文，結(jié)合具體應(yīng)用，介紹ProNa能量有限元法在船舶中高頻噪聲預(yù)測(cè)中的應(yīng)用。以ProNas能量有限元理論為基礎(chǔ)，建立了船舶的ProNas能量有限元計(jì)算模型，采用安世亞太大型商用軟件ProNas對(duì)復(fù)雜激勵(lì)在船舶各艙室產(chǎn)生的中高頻結(jié)構(gòu)噪聲及空氣噪聲進(jìn)行仿真計(jì)算，得到船舶各艙室聲壓級(jí)，并利用ProNas軟件后處理功能確定激勵(lì)源及傳遞路徑處的能量分布云圖，對(duì)不滿足噪聲目標(biāo)的艙室進(jìn)行了聲學(xué)優(yōu)化，最終解決了大型實(shí)際船舶工程的中高頻噪聲預(yù)測(cè)與控制問(wèn)題。
復(fù)雜結(jié)構(gòu)的中高頻噪聲的控制一直以來(lái)都是各工業(yè)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題，尤其對(duì)于大型船舶其內(nèi)環(huán)境相比其它工業(yè)產(chǎn)品更加獨(dú)特：結(jié)構(gòu)形式縱橫交錯(cuò)，艙室眾多，噪聲誘因復(fù)雜，聲源品種繁多密集，噪聲強(qiáng)度較大，噪聲頻域帶寬且持續(xù)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)噪聲與空氣噪聲相互轉(zhuǎn)化。以上這些特點(diǎn)，就使得船舶噪聲控制起來(lái)更加困難。
2014年7月國(guó)際海事組織（IMO）簽訂生效的新的《船上噪聲等級(jí)規(guī)則》要求居住區(qū)部分艙室聲壓級(jí)在舊規(guī)范的基礎(chǔ)上降低5dB(A),這就要求船舶工程設(shè)計(jì)人員需要采取更加有效的控制手段來(lái)降低船舶噪聲。
傳統(tǒng)的以有限元（FEA）、邊界元（BEA）、統(tǒng)計(jì)能量分析（SEA）等算法為基礎(chǔ)而發(fā)展起來(lái)的商用軟件工具，在計(jì)算效益上存在不足和瓶頸，很難滿足來(lái)自噪聲振動(dòng)工程界及學(xué)術(shù)科研的越來(lái)越復(fù)雜、精細(xì)及多學(xué)科綜合解析優(yōu)化的工程設(shè)計(jì)和技術(shù)發(fā)展需求。
展開 完美“聲優(yōu)” | ProNas在大型船舶中高頻噪聲預(yù)測(cè)的應(yīng)用
因?qū)幼^(qū)域及機(jī)械處所噪聲控制要求較高，同時(shí)為了節(jié)省計(jì)算時(shí)間，本案例截取局部模型，即僅對(duì)居住區(qū)域和機(jī)械處所進(jìn)行研究。
圖2.某客箱船有限元模型
2、ProNas軟件模型處理
ProNas軟件是國(guó)內(nèi)知名公司安世亞太聯(lián)合國(guó)際最先進(jìn)的中高頻噪聲專家資源開發(fā)的中高頻噪聲仿真分析軟件，擁有國(guó)內(nèi)自主軟件著作權(quán)的自主可控的中高頻軟件，是能量有限元分析（EFEA）和統(tǒng)計(jì)能量分析（SEA）領(lǐng)域的代表性解決方案，代表著振動(dòng)噪聲工程界新一代的前沿技術(shù)。
本案例通過(guò)ProNas聲學(xué)仿真軟件分別對(duì)船舶的結(jié)構(gòu)噪聲與空氣噪聲進(jìn)行了仿真計(jì)算。將Nastran格式模型導(dǎo)入ProNas軟件中，如圖3所示。通過(guò)ProNas軟件聲腔自動(dòng)識(shí)別功能自動(dòng)劃分聲腔子系統(tǒng)，如圖4所示。軟件自動(dòng)耦合聲腔子系統(tǒng)和其臨近貼合的結(jié)構(gòu)單元，這樣能量即可在結(jié)構(gòu)單元與聲腔子系統(tǒng)之間進(jìn)行交換。然后對(duì)各艙室結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行聲學(xué)材料設(shè)置，如甲板敷料、絕緣布置材料，設(shè)置門窗材料等，如圖5所示。
展開 
ProNas能量有限元方法在船舶中高頻振動(dòng)噪聲分析預(yù)測(cè)的應(yīng)用
摘要： 能量有限元方法是一種以能量密度為基本變量的數(shù)值計(jì)算方法，既能克服有限元（FEA）方法在中、高頻分析時(shí)彎曲波在結(jié)構(gòu)中傳播，要求小尺寸網(wǎng)格引起計(jì)算效率低以及結(jié)構(gòu)模態(tài)密集導(dǎo)致的頻率上限的問(wèn)題；又能改善統(tǒng)計(jì)能量法（SEA）丟失子系統(tǒng)空間特征信息的問(wèn)題。本文以能量有限元理論為基礎(chǔ)，建立船舶能量有限元計(jì)算模型，采用國(guó)產(chǎn)自主商用軟件ProNas，對(duì)復(fù)雜激勵(lì)下船舶各艙室產(chǎn)生的中高頻結(jié)構(gòu)噪聲及空氣噪聲進(jìn)行仿真計(jì)算，得到船舶各艙室聲壓級(jí)，并利用ProNas后處理功能顯示激勵(lì)源及傳遞路徑處的能量分布云圖。據(jù)此，對(duì)不滿足噪聲目標(biāo)的艙室進(jìn)行聲學(xué)優(yōu)化，最終解決了大型實(shí)際船舶工程的中高頻振動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)與控制問(wèn)題。
關(guān)鍵詞： 能量有限元；船舶；中高頻振動(dòng)噪聲；ProNas軟件；聲學(xué)優(yōu)化
1. 引言
結(jié)構(gòu)中高頻噪聲的控制一直以來(lái)都是各工業(yè)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題，相比其它工業(yè)產(chǎn)品，船舶結(jié)構(gòu)復(fù)雜、艙內(nèi)環(huán)境更加獨(dú)特[1]：船舶結(jié)構(gòu)形式縱橫交錯(cuò)，艙室眾多，噪聲誘因復(fù)雜，聲源品種繁多密集，噪聲強(qiáng)度較大；船舶結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)噪聲問(wèn)題基本都在中高頻范圍；結(jié)構(gòu)噪聲與空氣噪聲可以相互轉(zhuǎn)化。以上這些特點(diǎn)，使得船舶噪聲控制起來(lái)十分困難。并且，國(guó)際海事組織（IMO）出于對(duì)船艇人員舒適性和健康的考慮，2014年簽訂生效的《船上噪聲等級(jí)規(guī)則》，對(duì)船上振動(dòng)和噪聲指定了更嚴(yán)格的限制，與原有規(guī)則相比，要求居住區(qū)部分艙室聲壓級(jí)降低5dB(A)，這就要求船舶工程設(shè)計(jì)人員需要采取更加有效的控制手段來(lái)降低船舶噪聲。
目前，噪聲預(yù)測(cè)的理論體系相對(duì)完善，并已將理論應(yīng)用于大量實(shí)際工程中。按激勵(lì)源頻率及具體工業(yè)產(chǎn)品，可將振動(dòng)和噪聲的問(wèn)題劃分為低頻、中頻及高頻。
展開 ProNas能量有限元方法在船舶中高頻振動(dòng)噪聲分析預(yù)測(cè)的應(yīng)用
安世亞太結(jié)構(gòu)工程師
黃錦耀
摘要： 能量有限元方法是一種以能量密度為基本變量的數(shù)值計(jì)算方法，既能克服有限元（FEA）方法在中、高頻分析時(shí)彎曲波在結(jié)構(gòu)中傳播，要求小尺寸網(wǎng)格引起計(jì)算效率低以及結(jié)構(gòu)模態(tài)密集導(dǎo)致的頻率上限的問(wèn)題；又能改善統(tǒng)計(jì)能量法（SEA）丟失子系統(tǒng)空間特征信息的問(wèn)題。本文以能量有限元理論為基礎(chǔ)，建立船舶能量有限元計(jì)算模型，采用國(guó)產(chǎn)自主商用軟件ProNas，對(duì)復(fù)雜激勵(lì)下船舶各艙室產(chǎn)生的中高頻結(jié)構(gòu)噪聲及空氣噪聲進(jìn)行仿真計(jì)算，得到船舶各艙室聲壓級(jí)，并利用ProNas后處理功能顯示激勵(lì)源及傳遞路徑處的能量分布云圖。據(jù)此，對(duì)不滿足噪聲目標(biāo)的艙室進(jìn)行聲學(xué)優(yōu)化，最終解決了大型實(shí)際船舶工程的中高頻振動(dòng)噪聲預(yù)測(cè)與控制問(wèn)題。
關(guān)鍵詞： 能量有限元；船舶；中高頻振動(dòng)噪聲；ProNas軟件；聲學(xué)優(yōu)化
1. 引言
結(jié)構(gòu)中高頻噪聲的控制一直以來(lái)都是各工業(yè)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題，相比其它工業(yè)產(chǎn)品，船舶結(jié)構(gòu)復(fù)雜、艙內(nèi)環(huán)境更加獨(dú)特[1]：船舶結(jié)構(gòu)形式縱橫交錯(cuò)，艙室眾多，噪聲誘因復(fù)雜，聲源品種繁多密集，噪聲強(qiáng)度較大；船舶結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)噪聲問(wèn)題基本都在中高頻范圍；結(jié)構(gòu)噪聲與空氣噪聲可以相互轉(zhuǎn)化。以上這些特點(diǎn)，使得船舶噪聲控制起來(lái)十分困難。并且，國(guó)際海事組織（IMO）出于對(duì)船艇人員舒適性和健康的考慮，2014年簽訂生效的《船上噪聲等級(jí)規(guī)則》，對(duì)船上振動(dòng)和噪聲指定了更嚴(yán)格的限制，與原有規(guī)則相比，要求居住區(qū)部分艙室聲壓級(jí)降低5dB(A)，這就要求船舶工程設(shè)計(jì)人員需要采取更加有效的控制手段來(lái)降低船舶噪聲。
展開 線下培訓(xùn) | Marc非線性熱-機(jī)耦合仿真 & Actran SEA中高頻振動(dòng)噪聲分析培訓(xùn)
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本次培訓(xùn)重點(diǎn)針對(duì)Actran虛擬SEA方法和特點(diǎn)進(jìn)行講解，介紹Actran SEA中高頻噪聲案例，以及從低頻有限元方法到高頻統(tǒng)計(jì)能量方法的全頻段完整仿真計(jì)算流程，同時(shí)講解Actran內(nèi)飾&風(fēng)噪等仿真模擬策略。本次培訓(xùn)以實(shí)操為基礎(chǔ)，結(jié)合真實(shí)案例，手把手幫您解鎖Actran中高頻噪聲仿真關(guān)鍵技術(shù)。
培訓(xùn)日程：
培訓(xùn)時(shí)間：8月28-29日
培訓(xùn)地點(diǎn)：上海市松江區(qū)云振路410號(hào)創(chuàng)智中心4號(hào)樓6F培訓(xùn)教室
面向人群：航天航空、船舶、汽車等結(jié)構(gòu)分析工程師、聲學(xué)分析工程師，以及其它行業(yè)想要了解高頻噪聲問(wèn)題及特點(diǎn)并利用仿真加以改善的工程人員。
培訓(xùn)費(fèi)用：培訓(xùn)免費(fèi)，上機(jī)培訓(xùn)參加請(qǐng)自帶電腦
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展開 高頻電路噪聲分析基礎(chǔ)
電阻熱噪聲是由于電阻內(nèi)部自由電子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。在運(yùn)動(dòng)中自由電子經(jīng)常相互碰撞, 其運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向都是不規(guī)則的溫度越高, 運(yùn)動(dòng)越劇烈只有當(dāng)溫度下降到絕對(duì)零度時(shí), 運(yùn)動(dòng)才會(huì)停止。自由電子的這種熱運(yùn)動(dòng)在導(dǎo)體內(nèi)形成非常微弱的電流, 這種電流呈雜亂起伏的狀態(tài), 稱為起伏噪聲電流。起伏噪聲電流經(jīng)過(guò)電阻本身就會(huì)在其兩端產(chǎn)生起伏噪聲電壓。
高頻電路噪聲分析基礎(chǔ).pdf
電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)高頻嘯叫噪聲評(píng)價(jià)方法研究
由于TNR越大，表示單調(diào)噪聲越顯著；而主觀評(píng)價(jià)分值越小，表示噪聲越顯著。因此，將10-主觀評(píng)價(jià)分與TNR進(jìn)行對(duì)比。從圖中可以看出，各個(gè)階次的TNR的趨勢(shì)與主觀評(píng)分的趨勢(shì)基本一致。因此，可使用TNR指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)電動(dòng)車高頻嘯叫噪聲。
3.3 最大的TNR和聲壓級(jí)及頻率分布
TNR的限值與頻率相關(guān)。為確定電動(dòng)車嘯叫噪聲TNR指標(biāo)的一般要求，將所有車型最大的TNR與對(duì)應(yīng)的頻率和最大的聲壓級(jí)與對(duì)應(yīng)的頻率列出，如圖7～圖9所示。
圖6 各車型主要階次TNR與主觀評(píng)分對(duì)比
從圖7左圖看出：電機(jī)階次TNR最大值頻率位于2-8 kHz之間，幅值大小為0～5 dB。其中BOLT和DENZA幅值最小，為0；其次是Geely，LEAF和Model X，分別為2和3 dB；最大的是QIN和I3，幅值為5 dB。從圖7右圖看出，聲壓級(jí)所反映的規(guī)律與TNR完全不同：LEAF和Model X的聲壓級(jí)是最大的，超過(guò)30 dB（A）。因此，目標(biāo)設(shè)定時(shí)不能簡(jiǎn)單地要求電機(jī)階次噪聲小于30 dB（A）。應(yīng)該首先設(shè)定TNR的目標(biāo)，再計(jì)算背景噪聲下對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)。
從圖9左圖看出：減速器輸出齒輪階次TNR最大值頻率位于500-700 Hz之間，幅值大小為0～9 dB；其中LEAF和Geely最小，分別為0和2 dB；其次是Model X，I3和DENZA，分別為4，6和7 dB；最大的是QIN和BOLT，分別為8和9 dB。
研究主要圍繞企業(yè)特定范圍內(nèi)影響協(xié)調(diào)合作的共同要素展開，沒(méi)有結(jié)合具體企業(yè)的協(xié)調(diào)合作特征，而實(shí)踐活動(dòng)中合作關(guān)系受多維因素綜合影響，在影響因素的提取方面可能存在一定的局限性。同時(shí)沒(méi)有考慮到不同行業(yè)不同規(guī)模企業(yè)之間在不同合作階段都會(huì)受到不同因素的影響，研究結(jié)果也可能會(huì)存在差異。
展開 電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)高頻嘯叫噪聲評(píng)價(jià)方法研究
由于TNR越大，表示單調(diào)噪聲越顯著；而主觀評(píng)價(jià)分值越小，表示噪聲越顯著。因此，將10-主觀評(píng)價(jià)分與TNR進(jìn)行對(duì)比。從圖中可以看出，各個(gè)階次的TNR的趨勢(shì)與主觀評(píng)分的趨勢(shì)基本一致。因此，可使用TNR指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)電動(dòng)車高頻嘯叫噪聲。
3.3 最大的TNR和聲壓級(jí)及頻率分布
TNR的限值與頻率相關(guān)。為確定電動(dòng)車嘯叫噪聲TNR指標(biāo)的一般要求，將所有車型最大的TNR與對(duì)應(yīng)的頻率和最大的聲壓級(jí)與對(duì)應(yīng)的頻率列出，如圖7～圖9所示。
圖6 各車型主要階次TNR與主觀評(píng)分對(duì)比
從圖7左圖看出：電機(jī)階次TNR最大值頻率位于2-8 kHz之間，幅值大小為0～5 dB。其中BOLT和DENZA幅值最小，為0；其次是Geely，LEAF和Model X，分別為2和3 dB；最大的是QIN和I3，幅值為5 dB。從圖7右圖看出，聲壓級(jí)所反映的規(guī)律與TNR完全不同：LEAF和Model X的聲壓級(jí)是最大的，超過(guò)30 dB（A）。因此，目標(biāo)設(shè)定時(shí)不能簡(jiǎn)單地要求電機(jī)階次噪聲小于30 dB（A）。應(yīng)該首先設(shè)定TNR的目標(biāo)，再計(jì)算背景噪聲下對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)。
從圖9左圖看出：減速器輸出齒輪階次TNR最大值頻率位于500-700 Hz之間，幅值大小為0～9 dB；其中LEAF和Geely最小，分別為0和2 dB；其次是Model X，I3和DENZA，分別為4，6和7 dB；最大的是QIN和BOLT，分別為8和9 dB。
研究主要圍繞企業(yè)特定范圍內(nèi)影響協(xié)調(diào)合作的共同要素展開，沒(méi)有結(jié)合具體企業(yè)的協(xié)調(diào)合作特征，而實(shí)踐活動(dòng)中合作關(guān)系受多維因素綜合影響，在影響因素的提取方面可能存在一定的局限性。同時(shí)沒(méi)有考慮到不同行業(yè)不同規(guī)模企業(yè)之間在不同合作階段都會(huì)受到不同因素的影響，研究結(jié)果也可能會(huì)存在差異。
展開 整車電機(jī)振動(dòng)噪聲：某混合動(dòng)力汽車電機(jī)噪聲分析和降噪設(shè)計(jì)
以某開發(fā)過(guò)程中的混合動(dòng)力轎車動(dòng)力總成為研究對(duì)象，針對(duì)其開發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)的電機(jī)高頻噪聲過(guò)大問(wèn)題，采取正向設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化，提升了該電機(jī)的NVH性能，其聲品質(zhì)有大幅提高。研究?jī)?nèi)容對(duì)工程實(shí)際具有指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞
：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車；NVH；電機(jī)
0 引言
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車相比結(jié)構(gòu)差異較大．傳動(dòng)系統(tǒng)及其運(yùn)行模式作了改變。致使整車的振動(dòng)噪聲與傳統(tǒng)車相比具有新特點(diǎn)，傳動(dòng)系統(tǒng)在不同模式下表現(xiàn)出不同的NVH問(wèn)題【I‘]，使得振動(dòng)噪聲的控制更為復(fù)雜。較低的背景噪聲使得原來(lái)傳統(tǒng)汽車中被掩蓋的噪聲凸顯出來(lái)，電機(jī)的高頻電磁噪聲會(huì)嚴(yán)重降低車內(nèi)噪聲的聲音品質(zhì)，同時(shí)降低乘坐舒適性。另外。電機(jī)的高扭矩和高轉(zhuǎn)速特性對(duì)齒輪系統(tǒng)的高頻嘯叫噪聲控制提出了新挑戰(zhàn)，電動(dòng)汽車動(dòng)力總成振動(dòng)噪聲問(wèn)題不單單是發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的結(jié)構(gòu)噪聲和燃燒噪聲問(wèn)題．傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的變化導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、齒輪系統(tǒng)之間耦合振動(dòng)更為復(fù)雜。目前針對(duì)電動(dòng)汽車NVH研究的相關(guān)文獻(xiàn)較少。振動(dòng)噪聲設(shè)計(jì)應(yīng)該是正向設(shè)計(jì)而不是逆向設(shè)計(jì)。振動(dòng)噪聲問(wèn)題應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行杜絕和優(yōu)化，而不是出廠和售后問(wèn)題。文中以某開發(fā)過(guò)程中的混合動(dòng)力轎車動(dòng)力總成為研究對(duì)象．對(duì)其開發(fā)過(guò)程中電機(jī)高頻噪聲過(guò)大問(wèn)題進(jìn)行正向設(shè)計(jì)，采取優(yōu)化措施。提升了該電機(jī)的NVH性能。其聲品質(zhì)有大幅提高，對(duì)工程實(shí)際有指導(dǎo)意義。
1 問(wèn)題描述及NVH測(cè)試
該車型的動(dòng)力傳動(dòng)系由發(fā)動(dòng)機(jī)、行星齒輪系統(tǒng)、主電機(jī)、電池組、后驅(qū)電機(jī)組成。樣車在試車階段純電動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)。電機(jī)轉(zhuǎn)速6250r／min時(shí)，駕駛室存在高頻電磁噪聲，車內(nèi)噪聲主觀評(píng)價(jià)較差，聲品質(zhì)較差；另外起步階段電機(jī)的高頻電磁噪聲同樣較大。該電機(jī)為8極48槽(極對(duì)數(shù)p=4)同步電機(jī)，該混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力傳動(dòng)系簡(jiǎn)圖如圖1所示。
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干貨 | 一文搞定開關(guān)電源波紋的產(chǎn)生、測(cè)量及抑制
這時(shí)候在電路中就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)與SWITCH上升下降時(shí)間的頻率相同或者奇數(shù)倍頻的噪聲，一般為幾十MHz。同樣二極管D在反向恢復(fù)瞬間，其等效電路為電阻電容和電感的串聯(lián)，會(huì)引起諧振，產(chǎn)生的噪聲
頻率也為幾十MHz。這兩種噪聲一般叫做高頻噪聲，幅值通常要比紋波大得多。
如果是AC／DC變換器，除了上述兩種紋波（噪聲）以外，還有AC噪聲，頻率是輸入AC電源的頻率，為50～60Hz左右。還有一種共模噪聲，是由于很多開關(guān)電源的功率器件使用外殼作為散熱器，產(chǎn)生的等效電容導(dǎo)致的。
開關(guān)電源紋波的測(cè)量
基本要求：
使用示波器AC耦合
20MHz帶寬限制
拔掉探頭的地線
1、AC耦合是去掉疊加的直流電壓，得到準(zhǔn)確的波形。
2、打開20MHz帶寬限制是防止高頻噪聲的干擾，防止測(cè)出錯(cuò)誤的結(jié)果。因?yàn)?em>高頻成分幅值較大，測(cè)量的時(shí)候應(yīng)除去。
展開 整天用的電感和磁珠有什么聯(lián)系與區(qū)別？
電感濾波是將電能轉(zhuǎn)化為磁能，磁能將通過(guò)兩種方式影響電路：一種方式是重新轉(zhuǎn)換回電能，表現(xiàn)為噪聲；一種方式是向外部輻射，表現(xiàn)為EMI（電磁干擾）。而磁珠是將電能轉(zhuǎn)換為熱能，不會(huì)對(duì)電路構(gòu)成二次干擾。
2、電感在低頻段濾波性能較好，但在50MHz以上的頻段濾波性能較差；磁珠利用其電阻成分能充分地利用高頻噪聲，并將之轉(zhuǎn)換為熱能已達(dá)到徹底消除高頻噪聲的目的。
3、從EMC（電磁兼容）的層面說(shuō)，由于磁珠能將高頻噪聲轉(zhuǎn)換為熱能，因此具有非常好的抗輻射功能，是常用的抗EMI器件，常用于用戶接口信號(hào)線濾波、單板上高速時(shí)鐘器件的電源濾波等。
4、電感和電容構(gòu)成低通濾波器時(shí)，由于電感和電容都是儲(chǔ)能器件，因此兩者的配合可能產(chǎn)生自激；磁珠是耗能器件，與電容協(xié)同工作時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生自激。
5、一般，電源用電感的額定電流相對(duì)較大，因此，電感常用于需要通過(guò)大電流的電源電路上，如用于電源模塊濾波；而磁珠一般僅用于芯片級(jí)電源濾波（不過(guò)，目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了大額定電流的磁珠）。
6、磁珠和電感都具有直流電阻，磁珠的直流電阻相對(duì)于同樣濾波性能的電感更小一些，因此用于電源濾波時(shí)，磁珠上的壓降更小。
7、用于濾波時(shí)，電感的工作電流小于額定電流，否則，電感不一定會(huì)損壞，但是電感值會(huì)出現(xiàn)偏差
電感與磁珠的共同點(diǎn)
1、額定電流。當(dāng)電感的額定電流超過(guò)其額定電流時(shí)，電感值將迅速減小，但電感器件未必?fù)p壞；而磁珠的工作電流超過(guò)其額定電流時(shí)，將會(huì)對(duì)磁珠造成損傷。
2、直流電阻。用于電源線路時(shí)，線路上存在一定的電流，如果電感或磁珠本身的直流電阻較大，則會(huì)產(chǎn)生一定壓降。因此選型中，都要求選擇直流電阻小的器件。
3、頻率特性曲線。電感和磁珠的廠家資料都附有器件頻率特性曲線圖。在選型中，需仔細(xì)參考這些曲線，以選擇合適的器件。應(yīng)用時(shí)，注意其諧振頻率。
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電感濾波是將電能轉(zhuǎn)化為磁能，磁能將通過(guò)兩種方式影響電路：一種方式是重新轉(zhuǎn)換回電能，表現(xiàn)為噪聲；一種方式是向外部輻射，表現(xiàn)為EMI（電磁干擾）。而磁珠是將電能轉(zhuǎn)換為熱能，不會(huì)對(duì)電路構(gòu)成二次干擾。
2、電感在低頻段濾波性能較好，但在50MHz以上的頻段濾波性能較差；磁珠利用其電阻成分能充分地利用高頻噪聲，并將之轉(zhuǎn)換為熱能已達(dá)到徹底消除高頻噪聲的目的。
3、從EMC（電磁兼容）的層面說(shuō)，由于磁珠能將高頻噪聲轉(zhuǎn)換為熱能，因此具有非常好的抗輻射功能，是常用的抗EMI器件，常用于用戶接口信號(hào)線濾波、單板上高速時(shí)鐘器件的電源濾波等。
4、電感和電容構(gòu)成低通濾波器時(shí)，由于電感和電容都是儲(chǔ)能器件，因此兩者的配合可能產(chǎn)生自激；磁珠是耗能器件，與電容協(xié)同工作時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生自激。
5、一般，電源用電感的額定電流相對(duì)較大，因此，電感常用于需要通過(guò)大電流的電源電路上，如用于電源模塊濾波；而磁珠一般僅用于芯片級(jí)電源濾波（不過(guò)，目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了大額定電流的磁珠）。
6、磁珠和電感都具有直流電阻，磁珠的直流電阻相對(duì)于同樣濾波性能的電感更小一些，因此用于電源濾波時(shí)，磁珠上的壓降更小。
7、用于濾波時(shí)，電感的工作電流小于額定電流，否則，電感不一定會(huì)損壞，但是電感值會(huì)出現(xiàn)偏差，
電感與磁珠的共同點(diǎn)
1、 額定電流。當(dāng)電感的額定電流超過(guò)其額定電流時(shí)，電感值將迅速減小，但電感器件未必?fù)p壞；而磁珠的工作電流超過(guò)其額定電流時(shí)，將會(huì)對(duì)磁珠造成損傷。
2、直流電阻。用于電源線路時(shí)，線路上存在一定的電流，如果電感或磁珠本身的直流電阻較大，則會(huì)產(chǎn)生一定壓降。因此選型中，都要求選擇直流電阻小的器件。
3、頻率特性曲線。電感和磁珠的廠家資料都附有器件頻率特性曲線圖。
展開 空調(diào)器電動(dòng)機(jī)低頻噪聲分析介紹
空調(diào)器噪聲主要由室外側(cè)噪聲和室內(nèi)側(cè)噪聲構(gòu)成。
室外側(cè)噪聲主要指壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中與殼體結(jié)構(gòu)和管路共振產(chǎn)生的噪聲。室內(nèi)側(cè)噪聲主要指風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)和高速流動(dòng)的制冷劑與殼體結(jié)構(gòu)和管路共振產(chǎn)生的噪聲。
噪聲按頻率分為低頻噪聲、中高頻噪聲。
目前對(duì)于空調(diào)器800 Hz以上的中高頻噪聲研究較多，其降噪措施主要為消聲和吸聲，而對(duì)800 Hz以下的低頻噪聲的機(jī)理和降噪手段研究較少。
研究表明，消費(fèi)者對(duì)低頻噪聲的敏感度要高于中高頻噪聲，即低頻噪聲引起的煩惱度要大于高頻噪聲。
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