電磁力計算軟件
1.軟件開發背景
近(jin)年來，國(guo)內新能(neng)(neng)源(yuan)汽車的(de)(de)(de)快速發(fa)展給電(dian)(dian)機(ji)這個傳統行(xing)業帶來了(le)(le)極大的(de)(de)(de)發(fa)展機(ji)遇，除了(le)(le)關(guan)注其(qi)電(dian)(dian)磁(ci)性(xing)(xing)能(neng)(neng)外(wai)，電(dian)(dian)機(ji)的(de)(de)(de)振動噪聲(sheng)(sheng)問(wen)題(ti)也(ye)受到越來越多的(de)(de)(de)關(guan)注。電(dian)(dian)機(ji)電(dian)(dian)磁(ci)噪聲(sheng)(sheng)涉及電(dian)(dian)磁(ci)、結構、噪聲(sheng)(sheng)及信號處理(li)(li)等(deng)多學(xue)科(ke)，是典型的(de)(de)(de)多物理(li)(li)場問(wen)題(ti)，這就意味著(zhu)電(dian)(dian)機(ji)噪聲(sheng)(sheng)問(wen)題(ti)分析與解(jie)決由(you)于它本(ben)身的(de)(de)(de)特性(xing)(xing)具有天然的(de)(de)(de)復雜性(xing)(xing)。有時(shi)候我們(men)(men)會(hui)被某個噪聲(sheng)(sheng)問(wen)題(ti)折騰的(de)(de)(de)焦頭爛額、夜不(bu)能(neng)(neng)寐(mei)，在采取了(le)(le)一系列手(shou)段仍然沒有降噪效果時(shi)，此(ci)時(shi)我們(men)(men)對它就只能(neng)(neng)望洋興嘆(tan)了(le)(le)。
目(mu)前(qian)對于電機噪(zao)聲問題的解決，更多依(yi)賴(lai)于工程(cheng)人(ren)員(yuan)的經驗和大(da)量的試驗。然而(er)，這些方法存在(zai)先(xian)天不足，一是不能(neng)在(zai)設計前(qian)期預(yu)測(ce)潛在(zai)的噪(zao)聲問題；二是需要制作樣(yang)機才能(neng)驗證分析。這種事后做的改進，如同亡羊補牢(lao)，并(bing)沒有真正了解其(qi)(qi)噪聲(sheng)的(de)發生(sheng)機(ji)理，解決噪聲(sheng)問題(ti)不排除存在一定(ding)的(de)運氣成分，沒(mei)有(you)從根源上解決噪聲(sheng)問題(ti)，不能做到知(zhi)其(qi)(qi)然還知(zhi)其(qi)(qi)所以然，下次遇到新產品開發(fa)可(ke)能(neng)還會碰到(dao)(dao)類似的(de)(de)噪聲(sheng)(sheng)問(wen)(wen)題。為了克(ke)服(fu)這(zhe)些(xie)缺點，越(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)多的(de)(de)工(gong)程(cheng)人員或者科(ke)研工(gong)作趨(qu)于(yu)采用數模(mo)計算(suan)方(fang)法來(lai)(lai)預測電(dian)機的(de)(de)電(dian)磁噪聲(sheng)(sheng)，它(ta)可(ke)以(yi)幫助我們在沒(mei)有物(wu)理樣(yang)機的(de)(de)產品設(she)(she)計前期預測電(dian)機的(de)(de)噪聲(sheng)(sheng)水平，從而(er)舍棄(qi)一(yi)些(xie)噪聲(sheng)(sheng)較大(da)的(de)(de)設(she)(she)計方(fang)案，盡可(ke)能(neng)的(de)(de)規(gui)避一(yi)些(xie)噪聲(sheng)(sheng)較大(da)的(de)(de)風險，從根本上解(jie)決噪聲(sheng)(sheng)問(wen)(wen)題，真正做到(dao)(dao)知(zhi)(zhi)其然還知(zhi)(zhi)其所以(yi)然。尤其是在新能(neng)車熱潮的(de)(de)帶(dai)動(dong)(dong)(dong)下(xia)，大(da)家越(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)關注(zhu)電(dian)機電(dian)磁噪聲(sheng)(sheng)。對于(yu)純電(dian)動(dong)(dong)(dong)汽(qi)車而(er)言，主驅電(dian)機系統就(jiu)是它(ta)的(de)(de)心(xin)臟，它(ta)所產生(sheng)的(de)(de)振動(dong)(dong)(dong)噪聲(sheng)(sheng)問(wen)(wen)題會直(zhi)接影(ying)響車內的(de)(de)乘坐(zuo)舒適性，甚至(zhi)大(da)多數時(shi)候噪聲(sheng)(sheng)往(wang)往(wang)成為汽(qi)車核心(xin)競(jing)爭(zheng)力的(de)(de)主要指(zhi)標(biao)之一(yi)。
那么(me)問題來了，既然很(hen)多汽車及電機(ji)零部件廠商(shang)都(dou)在研究電機(ji)噪聲(sheng)，為什么(me)現在電機(ji)噪聲(sheng)問題仍(reng)然是大家的短板或(huo)者痛(tong)點呢？現在市(shi)面(mian)上可以提供(gong)電機(ji)電磁(ci)噪聲(sheng)預測的工(gong)(gong)具也是五花八門，各種(zhong)分析工(gong)(gong)具或(huo)者方法也是層出不窮，這些數值(zhi)仿真工(gong)(gong)具或(huo)者方法可以很(hen)好的解決(jue)我們的問題嗎？
實際(ji)上，由于(yu)電(dian)機電(dian)磁噪聲的(de)(de)(de)復雜性，市(shi)面(mian)(mian)上提供的(de)(de)(de)噪聲仿真工具或者(zhe)方法或多或少(shao)都存在某(mou)些方面(mian)(mian)的(de)(de)(de)不(bu)足，從而給我們分析電(dian)磁噪聲問題(ti)帶來以下挑戰：
（1）挑戰一：如何快速分析多工況(kuang)問題的噪(zao)聲？
對于汽車的(de)(de)(de)(de)多(duo)工(gong)況實際上就(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)(shi)電機里面的(de)(de)(de)(de)多(duo)轉(zhuan)速問(wen)題，汽車行(xing)駛的(de)(de)(de)(de)工(gong)況是(shi)(shi)比較復雜的(de)(de)(de)(de)，既要(yao)求(qiu)在(zai)城區道路(lu)行(xing)駛（低(di)速、頻繁起停等(deng)），又要(yao)求(qiu)在(zai)高(gao)速路(lu)上行(xing)駛（高(gao)速），同時還可能在(zai)鄉村道路(lu)行(xing)駛（顛簸路(lu)面）等(deng)等(deng)，由此(ci)帶來的(de)(de)(de)(de)噪(zao)聲(sheng)發生的(de)(de)(de)(de)工(gong)況也(ye)(ye)是(shi)(shi)很(hen)復雜的(de)(de)(de)(de)，反映到(dao)電機上就(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)(shi)其(qi)工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)速工(gong)況不(bu)是(shi)(shi)固定的(de)(de)(de)(de)，負(fu)載情況也(ye)(ye)是(shi)(shi)不(bu)確定的(de)(de)(de)(de)，這里就(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)對電機低(di)噪(zao)聲(sheng)設計提出了很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)，它要(yao)求(qiu)在(zai)所(suo)有(you)關注的(de)(de)(de)(de)區間內(nei)(nei)都要(yao)求(qiu)噪(zao)聲(sheng)滿足設計目(mu)標要(yao)求(qiu)。從數值(zhi)模擬的(de)(de)(de)(de)角度來講，就(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)是(shi)(shi)說(shuo)我們要(yao)把電機工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)速區間內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)所(suo)有(you)噪(zao)聲(sheng)水平都需(xu)要(yao)預測出來，而不(bu)是(shi)(shi)僅(jin)僅(jin)預測某(mou)一個或者某(mou)幾個轉(zhuan)速工(gong)況的(de)(de)(de)(de)噪(zao)聲(sheng)，因此(ci)，如(ru)何(he)使用數值(zhi)分析(xi)工(gong)具能夠(gou)快(kuai)速、準確預測多(duo)轉(zhuan)速工(gong)況的(de)(de)(de)(de)噪(zao)聲(sheng)問(wen)題就(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)成為了我們面臨的(de)(de)(de)(de)挑戰。
（2）挑戰二：如何精確(que)考(kao)慮不同斜極(ji)或者斜槽(cao)對電(dian)磁噪聲(sheng)的(de)影(ying)響？
目(mu)前很多電(dian)機(ji)(ji)為(wei)了(le)降噪的(de)(de)考慮，通常被設(she)計(ji)成(cheng)斜(xie)(xie)槽或者(zhe)斜(xie)(xie)極(ji)等形式，嚴(yan)格上來說，對于斜(xie)(xie)槽或者(zhe)斜(xie)(xie)極(ji)的(de)(de)電(dian)機(ji)(ji)，電(dian)磁(ci)有(you)限元仿(fang)真需(xu)要建立完整的(de)(de)三(san)(san)維模(mo)型(xing)，從計(ji)算(suan)成(cheng)本(ben)和效率權衡出發，通常電(dian)磁(ci)仿(fang)真計(ji)算(suan)模(mo)型(xing)都(dou)被簡化為(wei)二(er)維分段(duan)等效模(mo)型(xing)，如(ru)果(guo)從二(er)維升級到(dao)三(san)(san)維模(mo)型(xing)，則(ze)其計(ji)算(suan)量將呈(cheng)幾何(he)級數增加(jia)，由原(yuan)來的(de)(de)數小時（二(er)維模(mo)型(xing)）增加(jia)到(dao)1個星(xing)期甚(shen)至數個星(xing)期（三(san)(san)維模(mo)型(xing)），有(you)時還會出現不收斂的(de)(de)問題。雖然目(mu)前大部分商業電(dian)磁(ci)仿(fang)真工具可(ke)以考慮斜(xie)(xie)極(ji)或斜(xie)(xie)槽對電(dian)磁(ci)性能的(de)(de)影響(xiang)，但(dan)不能考慮它們對電(dian)磁(ci)力及其噪聲(sheng)的(de)(de)影響(xiang)，因此，如(ru)何(he)使用數值仿(fang)真工具準確預測斜(xie)(xie)極(ji)或斜(xie)(xie)槽對電(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)電(dian)磁(ci)力及其導致的(de)(de)電(dian)磁(ci)噪聲(sheng)問題就成(cheng)為(wei)了(le)我們面臨的(de)(de)挑(tiao)戰。
（3）挑戰三：如(ru)何對電磁力結果進行(xing)深入分(fen)析了解其背后噪(zao)聲機理(li)？
雖然(ran)(ran)大(da)家可(ke)以利用目前(qian)的(de)(de)一些(xie)仿真工具(ju)完成某(mou)些(xie)特(te)定噪聲(sheng)(sheng)的(de)(de)數值(zhi)計算，但是(shi)對(dui)于(yu)分(fen)析結(jie)果(guo)的(de)(de)解讀上(shang)或者降噪優化策(ce)略(lve)上(shang)又沒(mei)有(you)很好的(de)(de)指導原則。這跟電(dian)(dian)(dian)機電(dian)(dian)(dian)磁噪聲(sheng)(sheng)的(de)(de)復雜性(xing)有(you)關，不(bu)同于(yu)一般的(de)(de)噪聲(sheng)(sheng)問題(ti)，在電(dian)(dian)(dian)機電(dian)(dian)(dian)磁噪聲(sheng)(sheng)問題(ti)上(shang)，由(you)于(yu)電(dian)(dian)(dian)機電(dian)(dian)(dian)磁力(li)(li)的(de)(de)旋轉特(te)性(xing)，導致(zhi)其電(dian)(dian)(dian)磁力(li)(li)具(ju)有(you)時(shi)間(jian)和(he)空(kong)間(jian)屬性(xing)，因此對(dui)電(dian)(dian)(dian)磁力(li)(li)進行傅里葉(xie)分(fen)解后就(jiu)(jiu)具(ju)有(you)頻(pin)(pin)率(lv)和(he)空(kong)間(jian)階次屬性(xing)，雖然(ran)(ran)噪聲(sheng)(sheng)的(de)(de)產(chan)生(sheng)一般由(you)于(yu)共振(zhen)(zhen)問題(ti)產(chan)生(sheng)，但是(shi)它對(dui)共振(zhen)(zhen)的(de)(de)要(yao)求(qiu)又是(shi)非常苛刻的(de)(de)，又加上(shang)電(dian)(dian)(dian)機結(jie)構(gou)如(ru)定子(zi)的(de)(de)圓環特(te)性(xing)，電(dian)(dian)(dian)機定子(zi)系(xi)統共振(zhen)(zhen)需要(yao)滿足兩個(ge)條(tiao)(tiao)件：一是(shi)電(dian)(dian)(dian)磁力(li)(li)激勵頻(pin)(pin)率(lv)與定子(zi)結(jie)構(gou)固(gu)有(you)頻(pin)(pin)率(lv)匹配(pei)；二是(shi)電(dian)(dian)(dian)磁力(li)(li)空(kong)間(jian)力(li)(li)波形態(tai)與定子(zi)固(gu)有(you)模(mo)態(tai)振(zhen)(zhen)型(xing)匹配(pei)，兩個(ge)條(tiao)(tiao)件缺(que)一不(bu)可(ke)。因此，導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)機電(dian)(dian)(dian)磁力(li)(li)或噪聲(sheng)(sheng)機理的(de)(de)分(fen)析就(jiu)(jiu)不(bu)是(shi)那么容易(yi)的(de)(de)事情，不(bu)能簡單對(dui)下源頻(pin)(pin)率(lv)就(jiu)(jiu)了事，往往要(yao)求(qiu)針對電磁力(li)(li)結果進行各種豐富(fu)的(de)(de)后(hou)(hou)處理分析(xi)如雙重（時(shi)間(jian)和(he)空間(jian)）傅里葉(xie)變換，獲得頻(pin)域階次和(he)空間(jian)階次結果。這樣才能深入了解(jie)電磁力(li)(li)分解(jie)后(hou)(hou)的(de)(de)成分，比(bi)如電磁力(li)(li)的(de)(de)空間(jian)和(he)頻(pin)率成分之間(jian)的(de)(de)對應關系，以及分析(xi)它們跟結構(gou)之間(jian)是否產(chan)生(sheng)共振(zhen)，從(cong)根本(ben)上(shang)了解(jie)電磁力(li)(li)產(chan)生(sheng)的(de)(de)機理，目前(qian)的(de)(de)商業軟件如電磁或(huo)者(zhe)結構(gou)軟件基(ji)本(ben)都不(bu)具備這些功能。因(yin)此，如何使用數(shu)值仿真工具能夠深入(ru)的(de)分析電機電磁激勵(li)源特性也就成為了(le)我們(men)面(mian)臨的(de)挑(tiao)戰。
（4）挑戰(zhan)四：如何考(kao)慮轉矩脈動和徑向電磁力對噪聲的貢獻量分析？
對(dui)(dui)于電(dian)機電(dian)磁(ci)噪(zao)聲(sheng)而言，其主要激勵源(yuan)無非就(jiu)(jiu)是(shi)徑(jing)向電(dian)磁(ci)力或(huo)轉矩(ju)脈(mo)動(dong)，而大家往往把關注點都集中在(zai)徑(jing)向電(dian)磁(ci)力的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)析(xi)與(yu)優(you)化上(shang)，實際工(gong)程上(shang)遇到的(de)(de)(de)(de)(de)很多(duo)噪(zao)聲(sheng)問題卻是(shi)由電(dian)機轉矩(ju)脈(mo)動(dong)導致(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)。這里就(jiu)(jiu)要求我們(men)(men)(men)從理論上(shang)能否把這兩種(zhong)激勵源(yuan)導致(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)噪(zao)聲(sheng)進行(xing)分(fen)離？分(fen)離的(de)(de)(de)(de)(de)結果就(jiu)(jiu)可以得到轉矩(ju)或(huo)者徑(jing)向力對(dui)(dui)噪(zao)聲(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)貢(gong)(gong)獻(xian)(xian)量占(zhan)比情況(kuang)，然后(hou)就(jiu)(jiu)可以定位出在(zai)不同的(de)(de)(de)(de)(de)轉速段或(huo)者轉速點由何種(zhong)激勵源(yuan)導致(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)，為我們(men)(men)(men)后(hou)續的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)噪(zao)聲(sheng)優(you)化就(jiu)(jiu)可以提供明確的(de)(de)(de)(de)(de)優(you)化方向，做(zuo)到有的(de)(de)(de)(de)(de)放矢，打蛇就(jiu)(jiu)要打七寸(cun)，這樣我們(men)(men)(men)就(jiu)(jiu)會(hui)對(dui)(dui)自己的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)磁(ci)噪(zao)聲(sheng)優(you)化工(gong)作(zuo)做(zuo)到胸有成(cheng)竹(zhu)、榮辱不驚(jing)。因此，如何使用數值仿真工(gong)具分(fen)析(xi)轉矩(ju)脈(mo)動(dong)或(huo)者徑(jing)向電(dian)磁(ci)力對(dui)(dui)噪(zao)聲(sheng)貢(gong)(gong)獻(xian)(xian)量分(fen)析(xi)也就(jiu)(jiu)成(cheng)為了我們(men)(men)(men)面(mian)臨的(de)(de)(de)(de)(de)挑(tiao)戰。
1.電磁力計(ji)算軟(ruan)件主要功(gong)能介紹
我們在多(duo)個電機(ji)降噪項目分析(xi)工程實(shi)際(ji)中不斷總結和摸(mo)索經(jing)驗，為了(le)(le)克服(fu)以上挑戰(zhan)，開發了(le)(le)電機(ji)電磁(ci)(ci)力計算軟件(jian)，并在此基礎(chu)上形成了(le)(le)電機(ji)電磁(ci)(ci)噪聲分析(xi)流程規范，用于電機(ji)電磁(ci)(ci)噪聲的前期預測(ce)及優(you)化分析(xi)的工程實(shi)踐中，電磁(ci)(ci)力計算軟件(jian)主(zhu)要(yao)功能介紹如下：
1.1 多(duo)轉速工況噪聲快(kuai)速計算功能
為了解決多轉(zhuan)速(su)(su)工況(kuang)下(xia)的(de)電(dian)(dian)機電(dian)(dian)磁(ci)(ci)噪(zao)聲(sheng)(sheng)問題，開(kai)發了具有階次力(li)(li)提取(qu)與分析(xi)功能的(de)軟件，可(ke)分析(xi)對比(bi)不(bu)同(tong)電(dian)(dian)機電(dian)(dian)磁(ci)(ci)設(she)計(ji)方(fang)案的(de)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)噪(zao)聲(sheng)(sheng)優(you)劣，如通過對比(bi)某些關注(zhu)階次的(de)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)力(li)(li)譜，從而診斷其(qi)引起的(de)潛在的(de)振(zhen)動(dong)與噪(zao)聲(sheng)(sheng)水平(ping)，用(yong)于電(dian)(dian)機NVH問題的(de)機理分析(xi)和(he)優(you)化(hua)設(she)計(ji)。計(ji)算電(dian)(dian)機加速(su)(su)工況(kuang)下(xia)電(dian)(dian)機振(zhen)動(dong)及噪(zao)聲(sheng)(sheng)響應時，無需對所有轉(zhuan)速(su)(su)工況(kuang)進行(xing)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)振(zhen)動(dong)計(ji)算。軟件根據(ju)在加速(su)(su)狀態(tai)下(xia)有限(xian)轉(zhuan)速(su)(su)工況(kuang)下(xia)的(de)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)計(ji)算結(jie)果，首先對其(qi)它(ta)轉(zhuan)速(su)(su)下(xia)的(de)電(dian)(dian)磁(ci)(ci)力(li)(li)進行(xing)插(cha)值，得(de)(de)到關注(zhu)轉(zhuan)速(su)(su)區間不(bu)同(tong)轉(zhuan)速(su)(su)下(xia)的(de)階次電(dian)(dian)磁(ci)(ci)力(li)(li)結(jie)果。然后直(zhi)接(jie)加載(zai)到結(jie)構(gou)軟件如Ansys或(huo)者Nastran中進行(xing)振(zhen)動(dong)求解，這(zhe)樣可(ke)以只需要(yao)一次振(zhen)動(dong)和(he)聲(sheng)(sheng)輻(fu)射求解，就可(ke)以得(de)(de)到多轉(zhuan)速(su)(su)下(xia)的(de)振(zhen)動(dong)和(he)噪(zao)聲(sheng)(sheng)結(jie)果。基于階次力(li)(li)載(zai)荷的(de)計(ji)算流程如下(xia)：
圖2-1 基于階次力的電磁噪聲計算(suan)流程
因此，對(dui)于考(kao)慮(lv)多轉速情況下(xia)的電(dian)機噪聲問題(ti)，可以(yi)考(kao)慮(lv)采用(yong)階(jie)次力載荷加載方式極大(da)了提高(gao)分析效率(lv)和節省時間成本。
2.2 考慮斜(xie)極或斜(xie)槽
為了克(ke)服商(shang)業軟(ruan)件(jian)難以(yi)完成斜(xie)極或(huo)斜(xie)槽計算噪聲(sheng)的(de)(de)功能，因此我(wo)們開發具備考慮斜(xie)槽或(huo)斜(xie)極提取電磁(ci)(ci)力(li)功能的(de)(de)軟(ruan)件(jian)，即只(zhi)需要在(zai)軟(ruan)件(jian)中簡(jian)單設(she)置就可以(yi)考慮斜(xie)槽或(huo)斜(xie)極對電磁(ci)(ci)噪聲(sheng)的(de)(de)影響(xiang)，即電磁(ci)(ci)只(zhi)需要進行二維求解，軟(ruan)件(jian)支持目前工程應用較為常見的(de)(de)基(ji)于解析法或(huo)者(zhe)分(fen)段法快速計算斜(xie)槽或(huo)斜(xie)極的(de)(de)電磁(ci)(ci)力(li)，從而進行振動與噪聲(sheng)計算。
圖2-2徑(jing)向電磁(ci)力對比（斜(xie)極和(he)非斜(xie)極）
圖2-3轉矩(ju)對比（斜(xie)極和非斜(xie)極）
考(kao)慮斜(xie)極 ; 考(kao)慮斜(xie)極
圖2-4噪聲(sheng)瀑(pu)布圖（Colormap）對比(bi)
考(kao)慮斜極后(hou)，徑向電磁(ci)力(li)和轉矩(ju)脈(mo)動(dong)都得(de)到了一(yi)定(ding)程度的減少(shao)，尤其(qi)是(shi)電機主要(yao)階(jie)(jie)次(ci)如(ru)48階(jie)(jie)次(ci)電磁(ci)力(li)和轉矩(ju)脈(mo)動(dong)幅值(zhi)降(jiang)低較大(da)，同時由(you)噪聲(sheng)(sheng)瀑布圖(tu)中可發現，某些階(jie)(jie)次(ci)噪聲(sheng)(sheng)也(ye)得(de)到了較大(da)的降(jiang)低甚(shen)至消(xiao)失，而關注的48階(jie)(jie)噪聲(sheng)(sheng)幅值(zhi)也(ye)有較大(da)的降(jiang)低。
2.3 豐富的后(hou)處理功(gong)能
為對電(dian)機電(dian)磁(ci)力(li)(li)機理(li)進行深入研(yan)究，我(wo)們在電(dian)機電(dian)磁(ci)力(li)(li)分(fen)析(xi)軟(ruan)件中增加(jia)了豐富的后處理(li)功能，比(bi)如可以針對磁(ci)密(mi)結果和電(dian)磁(ci)力(li)(li)進行雙重（時間和空間）傅(fu)(fu)里(li)葉(xie)變換，獲得頻域階次和空間階次結果；具有轉矩脈(mo)動量計算與傅(fu)(fu)里(li)葉(xie)分(fen)解、電(dian)磁(ci)力(li)(li)二維時空諧波(bo)分(fen)析(xi)等功能。可以(yi)深入(ru)了解電磁(ci)力(li)(li)(li)分解后(hou)的(de)(de)成(cheng)分，比如電磁(ci)力(li)(li)(li)的(de)(de)空間(jian)和頻率(lv)成(cheng)分之間(jian)的(de)(de)對應關系(xi)，以(yi)及分析(xi)(xi)它們跟結構(gou)之間(jian)是否產生共振，從根本上(shang)了解電磁(ci)力(li)(li)(li)產生的(de)(de)機理，為后(hou)續降噪分析(xi)(xi)提供(gong)科學的(de)(de)指(zhi)導方向。比如在產品設(she)計前(qian)期，可以(yi)直接(jie)對不(bu)同電磁(ci)方案(an)的(de)(de)電磁(ci)力(li)(li)(li)進(jin)行(xing)分析(xi)(xi)，然后(hou)在前(qian)期評估不(bu)同電磁(ci)方案(an)的(de)(de)電磁(ci)力(li)(li)(li)大小(xiao)、成(cheng)分及其產生機理，然后(hou)對噪聲(sheng)優劣進(jin)行(xing)初步篩(shai)選評估或(huo)(huo)者排序(xu)或(huo)(huo)者提供(gong)更優的(de)(de)低噪聲(sheng)電磁(ci)方案(an)建議(yi)。
2.3.1 二維傅里(li)葉分解圖(tu)
可以針對磁密和電磁力進行二維傅里葉分解，如下圖所示。
圖2-5 徑向電磁力二維傅里(li)葉分解(jie)圖
通過二維傅里葉分解(jie)圖我(wo)們可以得到徑向電(dian)磁力(li)(li)空間(jian)階(jie)次、頻率(lv)階(jie)次和幅(fu)值之(zhi)間(jian)的一一對應(ying)關(guan)系，然后可以快速篩選出對噪聲影響較大的階(jie)次力(li)(li)，如低空間(jian)階(jie)次且幅(fu)值高的電(dian)磁力(li)(li)往往是我(wo)們關(guan)心的重點(dian)階(jie)次。
2.3.2 階次切片圖處理功能
支(zhi)持(chi)多轉速磁(ci)密和(he)電磁(ci)力處理以(yi)及升速階次切片圖處理。
圖(tu)2-6不(bu)同方(fang)案階次(ci)電磁力對比(bi)圖(tu)
上即為針(zhen)對(dui)不同的(de)電(dian)磁方(fang)案(an)，同時提取對(dui)噪聲影(ying)響較大的(de)主要電(dian)磁力階(jie)(jie)次曲線(xian)，可(ke)以(yi)看出，總體上藍(lan)色(se)曲線(xian)各階(jie)(jie)次電(dian)磁力均(jun)小于紅色(se)曲線(xian)，因此，基(ji)本可(ke)判斷，如果(guo)電(dian)機結構相同，僅(jin)電(dian)磁方(fang)案(an)的(de)不同，那么藍(lan)色(se)曲線(xian)對(dui)應的(de)電(dian)磁方(fang)案(an)噪聲性能要優于紅色(se)曲線(xian)。
2.3.3 瀑(pu)布圖處理(li)功能(neng)
支持多轉速磁(ci)密和電(dian)磁(ci)力(li)處理以及升速瀑布圖(tu)處理。
圖2-7徑向(xiang)電磁力瀑(pu)布圖
2.3.4 Colormap圖處理功能
支持(chi)多轉(zhuan)速(su)磁密、轉(zhuan)矩和徑向電(dian)磁力處理(li)以及升速(su)Colormap圖處理(li)。
圖2-8徑向電磁力Colormap圖
上圖得(de)到在(zai)某(mou)個(ge)特定(ding)空間(jian)階次(ci)下(xia)的(de)各頻率(lv)階次(ci)圖，很容(rong)易可以看出幅值較(jiao)大的(de)頻域階次(ci)力。
2.3.5 頻譜圖處理功(gong)能
支持多(duo)轉速磁密、轉矩和徑向電磁力等對空(kong)間或者時(shi)間進行一維傅里葉變換(huan)后(hou)得到的頻譜圖(tu)。
圖2-9 徑向力密度的空(kong)間階次頻譜圖
圖(tu)2-10 徑向力密度的頻率(lv)階(jie)次頻譜圖(tu)
2.3.6 轉矩(ju)結果后處理
除了對(dui)磁(ci)密和(he)電磁(ci)力(li)進(jin)(jin)行豐富的(de)后(hou)處(chu)理外，也支(zhi)持(chi)針對(dui)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)進(jin)(jin)行豐富的(de)后(hou)處(chu)理，如轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)波動(dong)狀態(tai)及指(zhi)標(biao)計(ji)算(suan)、轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)頻譜圖、多轉(zhuan)(zhuan)速的(de)colormap圖和(he)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)階次切片等(deng)。
圖(tu)2-11 轉矩波動圖(tu)
圖2-12 轉矩Colormap圖
圖2-13 48階(jie)轉矩(ju)隨轉速變(bian)化的切片
2.3.7 雷達圖動畫顯(xian)示功(gong)能
支持磁(ci)密和電磁(ci)力的雷達圖動畫(hua)查(cha)看，可以直觀的查(cha)看電磁(ci)力隨時(shi)間(jian)(jian)和空間(jian)(jian)的變化動畫(hua)。
圖2-14 電(dian)磁(ci)力雷達圖動畫
2.4 電磁力(li)加載功能(neng)
軟件在經(jing)運算得到電(dian)(dian)磁(ci)力后(hou)，以節點力的(de)方式(shi)加(jia)載到定子(zi)齒面上，同(tong)時(shi)也(ye)支持分(fen)段加(jia)載，即(ji)在軸向(xiang)可以進行分(fen)段加(jia)載電(dian)(dian)磁(ci)力，可以表達較(jiao)為真實的(de)電(dian)(dian)磁(ci)力受力特性，振動與(yu)噪(zao)聲計算精度(du)較(jiao)高(gao)。同(tong)時(shi)也(ye)支持按照轉矩或(huo)者(zhe)徑向(xiang)電(dian)(dian)磁(ci)力分(fen)別進行加(jia)載以考慮它(ta)們對噪(zao)聲的(de)貢獻量分(fen)析。
2.5 具備多軟(ruan)件接口
（1）電磁軟件(jian)(jian)接口(kou)：與通用的電磁軟件(jian)(jian)均具備接口(kou)，如Maxwell、Jmag、Flux、Magnet等電磁力軟件(jian)(jian)。
（2）結構(gou)軟(ruan)件(jian)接(jie)口：軟(ruan)件(jian)可以(yi)將電磁(ci)力直接(jie)映射到結構(gou)網格模型(xing)上，具備與(yu)Nastran、Ansys等軟(ruan)件(jian)接(jie)口。
2.6 振(zhen)動結(jie)果(guo)處(chu)理(li)功能
2.6.1 振動結果后處理-Colormap圖
支持導入的振動計算或測試(shi)結(jie)果(guo)進行colormap圖分析。
圖2-15振動加速度Colormap圖
2.6.2 振(zhen)動結(jie)果后處理-階次切片
支持導(dao)入的振動計(ji)算或(huo)測試結果作階次切片圖。
圖2-16 72階(jie)振(zhen)動加(jia)速度切片
2.7 噪(zao)聲(sheng)結果處理功(gong)能
2.7.1 噪聲結果(guo)后處理-Colormap圖
支(zhi)持導入的噪聲計算或測試(shi)結果(guo)作(zuo)colormap圖分析。
圖(tu)2-17噪聲Colormap圖(tu)
2.7.2 噪(zao)聲結果后處理-階次(ci)切片
支(zhi)持導入的噪聲計算或測(ce)試結果作(zuo)階(jie)次切片(pian)圖。
圖2-18 48階噪聲(sheng)切片