电机电磁振动噪声基本原理这一块的话，分了这么几个部分，第一个是电磁场，主要是如何计算磁密，然后如何通过磁密计算出它的一个径向力波，还有他的切向力波以及气隙磁密对转矩脉动是如何影响的。第二个是运行基本原理，就是转矩脉动是如何产生的，第三个是电磁力波是如何产生的，第四个方面是结构模态对电机电磁振动噪声的基本原理，第五个是电机噪声辐射的基本知识。
从这一个截图上面可以看到，设计电机时用麦克斯韦方程组计算出空间磁密分布情况，包括齿部的磁密、气隙的磁密，以及电机各部件的磁密分布，那么这一块的话，我们主要是要知道，在计算电机电磁振动噪声的时候，分析的时候磁密是如何产生的。
接下来这一块是电机的转矩如何产生的。上面那个公式是麦克斯韦应力法求转矩。然后下面的是虚功法，还有DQ轴磁路这种计算方法。转矩脉动也是跟气隙磁密有关系的。转矩里面有一个恒定的分量，是我们所需要的转矩，除此之外还有好多谐波，这些谐波相互作用会引起转矩脉动。
切向力波主要引起转矩波动、使齿根部发生弯曲变形等，另外转矩波动还会引起转速波动，使轴系发生扭转振动，但是切向力波不是主要的一个部分，径向力波是电机电磁振动噪声的一个主要来源。通过这个截图能够看到径向和切向力波实际上是跟电机的径向和切向磁密是有关系的。
比如说在齿上，可以看到齿上画了一段线段，那么会计算出每一个点的磁场强度或者是Br和Bt，通过Br和Bt就可以求出来齿上所受的磁拉力，包括径向和切向磁拉力。这个径向和切向磁拉力，是一个时间上的波形，他会对齿部有一定的拉伸作用，这样的话就会产生一个振动，会通过机壳向外辐射产生噪声。
左上角这一部分是磁势以及磁密的一个分布情况，他既是空间又是时间的函数。通过对他进行二维傅立叶分解，可以得到磁密谐波，通过磁密就可以计算出来径向和切向磁拉力。磁拉力通过二维傅立叶分解，也会得到一个既是空间又是时间的函数，谐波会对定子产生一个作用力，就会引起振动，进而向外辐射噪音。
通过这部分我们可以看到产生径向电磁力的磁密是由三部分组成的，定子谐波磁密、定转子磁密相互作用和转子谐波磁密。
上图中的F（t）就是磁拉力，是引起振动噪声的激励。
能够引起较大振动的来源有两个，一个是磁拉力很大，另外一个就是共振。引起共振后，即便磁拉力很小，但是也会有比较大的振动和噪声。以永磁电机为例，例如8极48槽电机，2倍频8阶也就是基波的电磁力是最大的，但是他却不是噪声大的主要来源，而是其他的某一阶的电磁力。单独对电机来说，电机的振动噪声主要是转矩脉动、径向电磁力。
这里主要是对电机振动噪声来源的另外一个层面的理解。上述图片下面有三幅图，第一幅图片是Tesla，是个异步机，我们认为引起他振动噪声的一个原因是变化的电流。第二个是永磁同步电机，引起振动噪声的原因主要是变化的磁场。第三个是电励磁同步电机，引起振动噪声的原因也是变化的磁场。
这里主要是对电机总的噪声来源进行了一个分析。我们这个软件主要分析的是电机本体的电磁噪音和PWM谐波引起的电磁噪音。
下面红框所示的是电磁力空间阶次的解释，他除了是空间上的函数外他也是时间上的函数。
Manatee软件里面主要集成了7种模型。分析的速度比较快，因为他里面用了一个特殊的算法。
Manatee软件也可以作为一个中间环节集成到整体，可以分析电机的振动噪声对整个系统噪声振动的影响。他可以耦合的软件比较多，因为他是在MATLAB环境下运行的，matlab环境下的数据是很容易获取到的，可以对他的数据进行处理，放到其他软件里面去进行系统级的振动噪声的分析。
Manatee提供了一整套电磁结构振动噪声的分析流程以及电源激励产生的模块也是有的，比如一些特殊的控制算法， PWM算法。
接下来对Manatee模块进行一个介绍，第一个是电气模块。可以把电机模型直接导入电气模块，可以把电机模型等效成电路模型，然后再通过控制电路得到他的一个激励，也可以自定义电压和电流激励。
第二个是电磁模块，这个主要是支持磁导/磁动势解析法，子域模型法和有限元法。最新的版本支持dxf文件导入功能，然后可以进行有限元仿真。
目前Manatee也支持多种绕组类型，比如整数槽、分数槽、自定义绕组、以及多相绕组类型，那么这个时候要通过导入文件的功能，但是这也是比较方便的。
目前结构模块主要有两种计算方法，一个是解析法一个是有限元法。有限元法主要是通过一个开源软件GetDP来计算三维结构的模态，解析法主要是把电机等效成一个圆环来计算模态特征。
这个主要是通过GetDP来计算结构模态的一个情况，约束条件可以进行选择，这里几乎已经涵盖了所有的约束条件。
噪声模块也是把电机等效成一个圆环，通过圆环向外辐射，这是一个半解析模型，辐射最重要的是辐射系数，这个辐射系数可以自己来设定也可以通过软件自动来计算。上述图片下面是一个变速频谱声压图。
这个变速频谱声压图上可以看到一条条斜线，这是斜线就是我们通常所说的不同阶次，这个阶次是相对于转频来说的，而对于电机电磁设计的人员来说，习惯上说这是几倍频，对于同步电机来说，几倍频和阶次之间差了一个极对数倍数。比如通常来说的对基波的二倍频，假设电机是8极的，2乘以极对数4就是8，对于转频来说阶次就是8。
上面有两副磁力线图，左边是Manatee自有的，右边是dxf导入的。在Manatee里面计算完成后，发现二个模型虽然边角上有点出入，但是磁密计算的结果还是接近的。
这个是定子磁势谐波分析，这个是这个软件的优点，左边是某一时刻下空间波形，右边是对磁势进行的时间空间二维傅里叶分解。则我们可以对比不同绕组的定子磁势的谐波含量，选择基波占比比较大的绕组形式。
这两幅图一个是永磁同步电机一个是异步电机的径向磁拉力二维傅里叶分解，我们可以清楚的看到哪一个频率下的磁拉力比较大。或者可以逆着分析，哪一个频率下的噪声比较大，那么引起的原因是哪一个阶次，来倒推是哪个谐波或者磁导引起的。
这个是径向磁拉力和结构模态的分布图，可以看到图上的叉号是机械模态和频率接近的一个点，与这个点比较接近的电磁力波就会跟他相互作用产生共振。
这是电磁力波不同阶次对噪声的影响。他也是某一个转速和某一个工况下噪声的频谱，可以看到黄色的这个二阶的电磁力对噪声影响很大，进而通过横轴的频率就可以找到电磁力波的频率。
这个是机械模态对整个运行工况范围内噪声的贡献，从整个转速范围来看，二阶的模态对噪声的贡献最大。
这个左边是变速频谱图，右边是一个变速过程中的阶次频谱图。这个阶次图和频谱图是一一对应的，比如变速频谱图有一条线噪声比较大，可以找到对应的阶，这里的阶是指空间的阶数。
变速频谱图是所有的电磁力波的阶次对他影响的叠加，所以可以对变速频谱图进行分解，得到不同阶数电磁力波对噪声的影响。
我们也可以分析不平衡磁拉力对振动噪声的影响。但是不平衡磁拉力的来源很多，有极槽配合、有动静偏心，如果真的有不平衡磁拉力一定要分析来源，来源已知后分析起来比较容易。
Manatee也可以进行参数化和优化设计。可以分析不同参数对振动噪声的影响。
这是鼠笼式异步电机的一个案例。通过对比上下变速频谱图可以看到，主要的阶次是可以分析出来的。对于同一个定子槽数，转子可以有不同的选择，那么可以在设计阶段考虑振动噪声，通过Manatee软件进行分析优化找到不同转子槽数对振动噪声的影响。
这是一个同步电机的振动噪声实验和仿真的对比，可以看到二者比较接近。除了蓝色的线，因为蓝色的线后面没有考虑到风噪，但是电磁这块还是比较接近的。
除了上述图中写的，也可以进行不同材料的分析。
这里主要是讲，如果Manatee没有需要的转子拓扑结构，那么我们可以通过两种途径进行建立，一个是前面讲的dxf文件导入，一个是第三方软件数据导入。
因为Manatee软件毕竟是将电机等效成理想的模型，所以会与实际模型有所偏差，计算出来的振动特性会有所偏差。这个时候可以通过其他结构软件计算出来频响函数，然后将频响函数导入到Manatee里面计算出声频数据，最后通过其他软件得到一个实际的声音。这部分其实最适合的情况是机壳模型比较复杂的、带齿轮箱的这样的结构来进行优化设计。
中间设置的过程我就忽略掉了，我们直接可以看一下他得到的结果。这个是整个的一个分析流程。这个电机是8极48槽的。
这是通过Manatee计算出结构模态、固有频率以及结构模态的阶数。左边是解析法，右边是有限元法。
右上角是电磁力的二维傅里叶分解，可以看到8阶2倍频的电磁力是最大的，引起的振动也是比较大的，但是从右下角这个变速频谱声压图可以看出辐射出来的噪音却并不大的。而后半部分辐射出来的噪音却比较大，因为引起了共振。
将变速频谱声压图进行分解，分解成0阶12倍频和8阶10倍频和14倍频发生共振，这样会引起比较大的振动噪音。
左边是阶次分析，右边是结构模态对整个运行工况的噪声贡献，可以看到贡献比较大的是8阶和0阶。
再进一步分析可以看到刚才那三个共振点的转速分别是6954rpm和8711rpm和6276rpm。
这里可以看到不同dq轴电流下不同转速下的分析。我们之前做过对比，恒转矩和弱磁分开来计算噪音的话，会得到不同的结果，因为不同dq轴电流的谐波不一样。
这是分析电磁力波的来源，是由哪些磁密引起的。
实际上刚才我们已经分析主要的噪声来源是0阶12倍频，8阶10倍频和14倍频。进而我们分析这三个来源是由哪些谐波引起的。比如0阶12倍频主要是由11和13次转子谐波以及磁导的基波引起的。分析出来磁场来源后，我们可以进行优化，可以看到绕组节距是6的时候5次和7次谐波比较大，将其改为5后，5和7次谐波削弱比较多。
这块分析槽口对噪声的影响，槽口主要是影响磁导谐波，通过参数化可以分析出来不同槽口对齿谐波的影响。
齿顶加了辅助槽后，主要是降低了齿槽谐波，进而降低了噪声。
这里主要是从转子磁场方面考虑，转子极弧会对噪声有影响但也对电机力矩有影响，所以我们要找到出力减小不太多但是噪音不大的极弧系数。
这个是转子分段斜极后磁拉力谐波的变化情况。斜极后，噪音的主要来源降低的都比较多。
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