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带频率偏移(Frequency offset)的阶次分析功能

日期:2016-05-13
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ArtemiS Suite提供了带频率偏移的阶次分析功能

    该功能主要用于混合动力和电动汽车分析三相交流电机的噪声;这种类型的电机声音阶次谱不仅包含常见的与转速成比例的阶次线,还有不直接跟转速成线性关系的其他频率成分:包括变频器的开关频率以及周边的频带,此时可以使用频率偏移来分析阶次谱。

应用案例

                                            图电动机 fft vs rpm 图谱  
   图1 显示了一台电动机在速度域的频谱,从图中可以看出,阶次线随着转速的升高在400到5000Hz的范围内上升,变频器的开关频率在7300Hz,是一个常量;另外也能看出变频器开关频率周边的几个边界频带也有明显的线条,随着转速的上升而上升或者下降,这部分是跟转速相关的阶次特征,但不能通过传统的阶次游标或者阶次定义分析。
 
   这部分边界频带的频率是由电动机的旋转速度决定的,从工程角度看,它们形成了一个调制谱,载波频率为变频器的开关频率。由于旋转频率跟电动机的转速成正比,速度增加时,会在阶次谱图上形成了扇形的图案,因为旁瓣在变频器开关频率的上下波动。
 
   如果使用阶次分析分析一个依赖于转速的声音文件,在FFT时频图上可以看到一条定义阶次的直线。通过阶次分析,可以快速判断哪些噪音成分和电动机的转速相关,哪些阶次最为明显。
   图2分析了相同信号的阶次谱,图2的下半部分显示了电动机的固定阶次,在右上角也能看到一组曲线,这组曲线是‘扇形’阶次(变频器开关频率的旁瓣),这部分不能通过标准阶次分析得到有意义的结果,在标准阶次光标上也不属于一个阶次上。


                                        图 2 阶次谱分析
   然而,通过更改阶次分析的属性,我们也可以对这组曲线得到意义明确的分析结果。首先,我们必须把变频器开关频率的值输入到“频率偏移”项中,图3显示了该例子中合适的参数输入。除了频率偏移量(7300Hz)的设置,分析的频率范围【阶次】也已经调到一个合适的范围。

通过使用频率偏移,7300Hz周边的旁瓣能够转换成预期的显示形式,可以直接看到7300Hz周边旁瓣的阶次信息。


 

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