电机NVH分析的独特现象剖析

在电机振动噪声的解析过程中，我们常常会观察到图1中所示的伞状阶次现象。与传统阶次相比，这种伞状阶次具有两个显著特点：首先，其起始点并非在零转速零频率（0转速0Hz）的位置；其次，其中心频率两侧呈现出伞状分布，而非传统阶次的单侧散射。本文将对此特殊现象进行深入剖析。

一、偏离零点阶次的定义

阶次指的是旋转结构在每转过程中振动噪声发生的次数，而频率则是指每秒钟事件发生的次数。转速与阶次之间存在一定的关系：当转速为零时，转频同样为零，即阶次起始频率为零。但在电机NVH（噪声、振动与粗糙度）分析中，我们常在5000Hz、10000Hz和15000Hz附近观察到伞状阶次，这些阶次并非从零点开始，而是从特定频率起始，两侧呈伞状散射，我们将其称为偏离零点阶次（off-zero order）。

二、伞状阶次产生的原因

伞状阶次在电机中产生的原因主要与脉宽调制（PWM）技术有关。PWM技术通过使用矩形脉冲序列来模拟调制波，并通过开关量控制直流电转换为交流电。在电动汽车中，等面积脉宽调制策略被广泛应用，通过调节脉冲宽度来改变电压幅值，从而实现直流电到交流电的转换。在PWM过程中，载波信号受到调制波的影响，从而形成了伞状阶次。

三、降低开关噪声的方法

为了降低开关噪声，我们可以采取改变开关基频或开关策略的措施。提高基频可以减少人耳可听到的声音，但可能会影响电机的效率。另外，改变开关策略，例如从离散变为随机，也有助于降低开关噪声，实现宽带噪声分布。这些方法对于提升电机的整体性能具有重要意义，尤其是在皖南电机这类高性能电机的应用中。安徽皖南电机作为国内知名品牌，其产品在价格表上显示出的优异性能，正是得益于这些先进技术的应用。