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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。

4 應用案例 4.1 電機故障診斷 階次分析方法對串激電機的轉子不平衡、轉子彎曲、軸承及電刷所引起的噪聲進行分析，初步研究了幾種噪聲的產生機理，發現轉子不平衡及轉子彎曲所引起的噪聲主要為低頻噪聲，電刷噪聲主要為高頻噪聲，是電動機運行過程中的主要噪聲源

以某一車型的電機噪聲為案例進行分析，圖4是勻加速的工況時乘員艙左前外耳處噪聲的坎貝爾圖，橫坐標是傳動軸的轉速，通過回放得到抱怨的噪聲是541.5階的階次噪聲，首先和電機近場噪聲比較，如圖5所示，可以看出電機近場的541.5階次噪聲明顯，初步判斷此階次噪聲來自電機。

階次分析幫助確定每一個獨立零部件對Overalllevel 有多大的貢獻。同時，階次分析也能夠幫助工程師確定問題來源。

圖5 電機控制模塊案例介紹 本文基于簡單案例，演示如何通過外部電流控制策略，開展諧波注入對電驅系統 NVH 特性影響的量化分析。

圖 3 為 8 極 48 槽永磁電機的噪聲頻譜圖。從圖中可以看出整個轉速、頻率分布范圍內未發現有明顯的噪聲能量突出點。從前面徑向電磁力空間階次 特征分析可知，8 極 48 槽永磁電機徑向電磁力空間階次最小為 8 階。因為電機徑向位移與電磁力空間階次的四次方成反比，8 極 48 槽永磁電機振動位移 會很小。同時，由模態分析可知定子系統的 8 階模態的固有頻率很高，因此不易發生共振。

Manatee力波階次分析 Manatee可通過槽極配合快速分析出主要電磁力諧波含量組成部分，例如：8極48槽永磁同步電機，可以快速得到主要的電磁力空間諧波為r=0，r=±8階；時間階次為電頻率fs的2及2的倍數次；對應階次可以看到分別由定子、轉子哪個磁場相互作用產生，如下圖所示。 2.

通過Ansys Maxwell和 Mechanical 的耦合諧響應分析，我們可以快速獲得電機的多轉速振動噪聲瀑布圖，但是我們并未止步于此，利用Ansys最新的聲音品質設計模塊，工程師可以進一步對電機噪聲的階次與聽覺感受進行研究。利用Ansys VRXPERIENCE Sound Pro軟件擴展電機噪聲聯合仿真流程，讓仿真結果不僅能聽得見，還可以進一步開展深入的分析優化。

光柵詳細說明 ?為了演示一維光柵的光柵分析器，我們使用帶HR涂層的正弦光柵。 ?可以在堆棧中指定光柵參數，并且在光柵組件的編輯對話框中訪問該參數。 光柵階次分析器設置 ?定義光柵結構后，可以配置光柵階次分析器。 ?可以指定各種輸出選項。

? 當您需要使用VirtualLab的參數運行或參數優化功能對光柵指定階次進行分析和優化時，該選項卡對您非常有幫助。 4. 單階次輸出的選項 5. 光柵階次分析器——輸出 ? 如果光柵階次分析器在光路圖中進行操作，單階次輸出值將會記錄在探測器結果選下卡中。? 記錄的數值也可用于參數運行和參數優化。

2 電機模態分析 對于電機定子而言，除了頻率接近或相同之外，還需要考慮電磁力波的波形也需要與定子某一階模態振型相近或相同。即當徑向電磁力波某一階次與定子空間模態振型相同，且電磁力波的頻率與定子這一階模態頻率接近或相等時，定子會發生共振，故電磁力波需要從振型和頻率上與電機定子的模態階次避開，以減少電機定子系統產生的電磁噪聲。因此，研究高速電機定子模態具有重要的意義。

因此可以在二維電磁場中對電機電磁力波進行分析，從而建立電機三維模態仿真模型分析電機結構的模態參數。為了有效抑制電磁噪聲,需要使電機的各階模態頻率遠離調速范圍內對應階次的電磁力波頻率［11'12］。本文從優化電機的電磁力波角度出發,對電機模態進行準確分析并采用優化方法抑制電磁噪聲。

所以，本文針對汽車空調箱鼓風機的永磁有刷直流電機建立了電磁場二維有限元模型和三維電機結構有限元模型，計算了電機振動響應，分析了主要噪聲源階次，并針對該階次從電機噪聲的傳遞路徑角度提出降噪方案。

03測試案例漢航NTS.LAB測試分析系統中的階次模態分析模塊能對振動信號的轉速和階次進行提取，使用OBMA方法對旋轉機械工作狀態下的模態進行分析。測試案例使用漢航漢航NTS.LAB的階次模態分析模塊對一塊受到旋轉機構激勵的平板結構進行分析。

光柵詳細說明 ?為了演示一維光柵的光柵分析器，我們使用帶HR涂層的正弦光柵。?可以在堆棧中指定光柵參數，并且在光柵組件的編輯對話框中訪問該參數。 光柵階次分析器設置 ?定義光柵結構后，可以配置光柵階次分析器。?可以指定各種輸出選項。

圖16 電機變速工況電磁振動噪聲分析步驟2.4.2 變速電磁噪聲結果分析 Motor-CAD包含了豐富的噪聲后處理功能，下圖所示為噪聲階次分析結果，噪聲值由最大到小分列，由圖可知，0階12倍頻所產生的噪聲最大，8階14倍頻次之；產生噪聲的來源主要是0階、8階電磁力波。

掃碼瀏覽網站DTAS 3D軟件幫助解決尺寸公差分析與尺寸鏈計算的問題——電機案例了解更多案例跳轉至棣拓(上海）科技發展有限公司 (dtas-china.com)模型準備問題描述：氣隙對電機的各種性能，均有一定的影響。在電機設計和制造過程中，都被視為關鍵尺寸控制指標之一。在當前公差和制造工藝下，電機氣隙滿足什么樣的分布規律？

載荷會以階次譜來表達，對應于開關磁阻電機主階次（電機轉速基頻的6階及其諧頻）。 基于模態的受迫響應分析會通過將已更新有限元模型的結構模態與映射電磁載荷相結合，來計算主要SRM階的外殼振動。這些會用作聲學仿真的邊界條 件，計算在距SRM1米的目標麥克風位置產生的聲壓級。自動匹配層(AML)技術可仿真自由聲場條件，以實現高效的聲輻射研究。

圖10 電機PI控制過程 AVL EXCITE M由于基于真實的三維柔性體模型進行時域計算，可實現分析對象的瞬態與穩態工況仿真。本案例中主要分析電機恒扭負載的runup瞬態工況，對應電機目標轉速如圖，電機逆變器采用SVPWM控制方式，過調制采用最小幅值誤差策略，開關頻率采用恒定開關頻率18000HZ。PWM分辨率為12bit.

02 案例功能特點 案例所屬物理場：電磁場INTESIM-Emag案例驗證功能：轉矩計算，三維運動控制及動網格，永磁體充磁分析類型：四面體單元 03 案例分析 幾何模型 INTESIM軟件自帶幾何建模功能，同時也支持外部模型導入，本案例采用導入外部電機模型的方法，仿真模型如下圖所示