电磁噪声与电机力波,磁密谐波

 今天聊聊自己的强项,也算是自己的专业,磁密谐波,电磁力波与电磁噪声错综复杂的关系。很多人经常把这里面的关系混乱,我也曾经一遍一遍的在群里解释过,现在想想何不一次在文章中说完,简单了事。原创文章,希望大家多多支持,同时也希望各位技术专家批评指正。

电磁噪声与电机力波,磁密谐波的图1

     要说明白以上问题,首先必须了解时间和空间以及不同人口中的谐波概念是怎么样的。简单举例:一个电磁设计人员,说5/7/11/13次谐波,往往从空间角度出发,因为很多时候时间谐波对他没有多大意义;而一个电机测试工程师说48阶次谐波,往往指的是时间谐波,因为他们更倾向于从时间角度分析问题。所以,考虑问题不一样,导致大家所说的谐波完全不一样,给交流带来很大的不便利。

    下面我大致介绍先时间空间谐波的区别。空间谐波主要讲电机切面上圆周波形分布变化。也就是研究的谐波随气隙位置变化而变化的谐波,在空间上成分布状态,比如已48槽8极为例(全篇同)基波电流产生的5,7,11,13次谐波,而引入这些谐波的主要因素是绕组在空间上成正弦阶梯分布以及三相绕组一定的相位差,因为无引入任何频率发生变化的量,导致绕组产生的谐波与电流频率相同,但存在方向不一致。所以空间谐波更多研究电机空间结构分布。下面问题来了,空间分布好的谐波,他们是怎么运动的呢?也就是第一个时刻的空间分布谐波等到电机转动到第二个时刻,谐波空间位置是否发生变化,此时更倾向于用时间参数去表达整个谐波的运动规律。一句话,空间阶数研究谐波沿着圆周分布情况,时间阶次讲究谐波随时间运动情况。而我们噪声图上看到的阶次线是怎么回事呢?阶次线是麦克风记录的声音,随时间变化当然属于时间参数,阶次线是衡量噪声频率与电机转速比值的线。所以你可以这么理解,阶次线是空间某一点的噪声时间谐波,换一个空间位置,阶次线尤其噪声幅值会发生一定变化,这也是噪声评估不足的地方,测量中存在很大的随机性。

电磁噪声与电机力波,磁密谐波的图2

    下面讲讲阶数和阶次,阶数描述波形空间模态,阶次描述波形时间模态。对于正弦波来说就是类似于空间频率,时间频率的概念。

     磁密谐波,其实这个概念在我之前的文章中也讲过,磁密谐波主要分为定子绕组谐波,转子谐波,齿谐波等等。谐波以奇数次分布(N,S极结构对称分布)。磁密谐波主要的来源:磁势谐波,磁导谐波(空间磁阻变化),转子转动引入的频率变化。因为电磁设计更多面向的是电机切面,以及定子齿谐波,所以很多时候说的都是以空间分布上的谐波

     电磁力波,电磁力波是两个磁密谐波的相互作用,两个奇数相加或者相减都是偶数,这也就我们常说的2 4 6 8倍频概念的来源。电磁力波是电磁噪声的主要力源,既要分析空间分布(因为不同空间分布下的模态刚度不一样),又要考虑时间参数(因为不同声音频率或者是不同阶次在最后声谱中体现不一样)。在这个时候,最好使用阶数、阶次两个概念来体现一个力波概念的完整性。

     电磁噪声,电磁力波作用于某结构体后发出的声波,主要在空间中某一点采集录制的声波,是电磁力波中的时间参数的具体体现,而电磁力波的空间参数体现位在相同半径下采集的声音幅值、相位具有比较大的差异。

来源:EV电机事业

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