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汽车空调异音异响定位

本方案主要定位和消除某汽车空调电机在冷机启动运转时存在的轻微异常杂音(异音)。

系统构成

本测试使用NI动态信号采集卡采集空调电机运转时的噪声、振动、转速信号,使用SignalPad 测控软件功率谱、包络谱、色谱图等分析手段,得出异响可能跟结构共振有关的结论。

 

 

测试结果分析

从好、坏样本的多组数据中,各挑选了一组有代表性的进行分析。在时域波形上,有问题的信号明显可见包络特征,通过抽取包络并进行频谱分析的方法,可以定位到该异响是调制在高频成分上的一个与转频相同的频率信号。

 
 

传声器采集所得信号对比:

 

 

从对比结果可见,无论是传声器采集所得还是加速度计采集所得,异响信号都存在有一个频率为16.146Hz的包络,加速度计由于直接和机体接触采集振动信号,且不易受外界噪 声干扰,表现更为明显。
结合单电机+风扇测试并没有发现明显的振动或包络特征,初步怀疑该异响是由于 电机转频与结构的某谐振频率重合引起的。
对电机做变速测试,可以了解结构的共振频率。下图为变速情况下,以1.65k采样率采集加速度信号的分析结果。

 

可见整体结构在570~660Hz之间有一谐振带,容易受到振动的激励。在对电机单体做阶次分析的过程中,可知电机的主要振动在14阶上,因为该款电机的换向片为14片。计算可知,当转频为570/14~660/14,即40.7Hz~47.1Hz(2442RPM~2826RPM)之间时, 容易激发结构的谐振,震动将会明显加强(图中红色部分)。建议避开该转频范围使用,或调整电机、整体结构以避免该问题发生。
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