新能源电机振动和噪声测量方法

       近年来，电动汽车等车辆对高质量电机的要求越来越高。比如，电动助力转向电机中的扭矩纹波会导致转向时方向盘振动，引起驾驶员不适。如此，电机中的扭矩纹波是造成噪声和振动的原因之一，目前正在采取各种措施和研究来减少扭矩纹波。扭矩纹波的成因很多，通过电机结构设计和控制技术抑制扭矩纹波的方法多有提出，但无论如何，测量和评估扭矩纹波是解决问题的关键。

一、在解决电机振动和噪声问题的过程中，您是否遇到过下述困难？

1 、虽然控制住了扭矩，但仍然不确定是否有效减少振动和噪声

2 、除振动和扭矩，还想同时测量电气信号（相电流和感应电压）

3 、需要多个测量设备，测量之前的准备工作非常繁琐

二、解决方案

      存储记录仪：提供电机噪声和振动的有效测量方法

      存储记录仪有各种类型的单元，可同时观测振动、扭矩纹波、相电流和感应电压等多种现象。通过同时测量多种现象，可以确认每种现象的相关性，并通过 FFT 分析来研究电机振动和噪声的原因。

1、IPSM 扭矩纹波、相电流的波形观测

     旋转变压器和旋转编码器输出的旋转角测量和 X-Y 图形功能可用于评估电机的扭矩纹波、振动与电气参数（如相电流、感应电压和电机效率等）之间的相关性。

【可测量和评估的项目】

（1）测量和评估电角度、机械角度一个周期内的扭矩、振动、相电流、感应电压

（2）使用波形运算功能评估扭矩纹波率

2、振动 - 扭矩和相电流的相关性评估 FFT 分析

   （转速: 400 rpm、载波频率 :10 kHz）

     电机通电后（基波频率20 Hz），可发现扭矩在12次谐波的240 Hz处达到峰值。此外，因扭矩而产生的振动在240 Hz处也出现了峰值。仅需一台存储记录仪便可评估由相电流引起的扭矩纹波、以及振动发生的情况。

     在考虑通过施加谐波电流等方法降低扭矩纹波时，同时分析相电流、扭矩纹波和振动的功能将会大有作用。

【可测量和评估的项目】

（1）评估线圈通电引起的扭矩纹波和振动的相关性

（2）同时分析振动和噪声的状态、以及作为其原因的扭矩纹波、相电流

三、存储记录仪在马达测试台架中的应用

      存储记录仪的采样速度高为200MS/s，是可以多通道、长时间记录的波形记录仪。电机测试台架以往要由多个测量仪器组合进行测量分析，而存储记录仪配备了丰富的输入单元，通过输入单元的搭配，仅需1台存储记录仪便可同时测量相电流、扭矩和振动等。并且，还可通过FFT运算功能对输入的信号进行频率分析。

【测量项目及功能】

（1）测量旋转角

（2）使用电荷放大器测量振动

（3）多通道同时测量扭矩纹波、感应电压、相电流等

（4）通过波形运算功能算出扭矩纹波

（5）FFT分析功能

（6）X-Y 图形功能