理论上，人类的听觉范围为16Hz至20kHz，对大部分成人而言，此范围还会更窄，通常可听到噪声上限为10-14kHz。一般来说，人对2kHz至6kHz的噪声为最敏感。

大多数PWM或VVC控制的变频器为了产生可变频率，都具有2到6kHz的载波频率。该载波频率经常藉由马达转变成音频噪声传播出去，正落于人耳最敏感的频段，即使很小的噪声准位也很容易被察觉。因为它属于高频噪声，多数人感到非常厌烦且莫可奈何，理由是高频噪声很难屏蔽隔离，而且在很远的距离也能被察觉。

1、产生音频噪声的原因

采用PWM变频器驱动马达时，于载波低频阶段就会产生音频噪声(低频失真)此噪声使马达定子和散热片于变频器载波频率下产生谐振。这些机械共振将使马达如扬声器一般作用。如果变频器在较低的载波频率操作，该噪声就很容易被人所听到。

理想的解决方案是在变频器输出电压中消除抑制这种低频电气杂讯，然而遗憾的是；若不在变频器输出端增设被动元件就达不到此目的。

由于低频噪声一般几乎是在1或2倍载波频率且以窄频带的形式下出现。因此第二种显著的方法是将载波频率避开敏感频段，调升或降低。降低变频器的载波频率不是一个很好的方式，这将造成变频器输出的电流和电压波形严重畸变，无法产生近似正弦电压的波形，这意味着对马达的控制能力显著下降。

目前，大家所熟悉的四种噪声抑制技术分别是高固定载波频率、自动载波频率调变(ASFM)、随机载波频率和LC输出滤波器。

2、降低噪声的技术

（1）固定的高载波频率

高的固定载波频率(12-20kHz)是降低马达音频噪声的传统方式。然而，这种方法有很多缺陷，如射频干扰有所增加；漏电流也增加了，这主要归咎于较大的RFI滤波器；功率损耗也增加了，使变频器增加发热。另外，马达的绝缘性遭到破坏的危险性也提高了。

增加射频干扰意味着你必须使用一个更大且贵的RFI滤波器，不仅增大漏电流且增加变频器成本。增加漏电流就产生了涉及防火和人身安全保护的安装问题，而按造相关法规，对此很难有适当的漏电装置(RCD)应用。

功率损耗的增加使变频器额外发热，如此将缩短变频器寿命或者需要采用容量较大的元件应用。然而更重要的是，这意味着同样的变频器如果以较低载波频率操作，就能以较低的能量消耗成本去驱动同一台马达，甚至拖动一台更大的马达。全球性的调查已经表明，马达耗损不受载波频率的影响。进一步还发现，4kHz左右的载波频率将会使逆变器损耗最小，而且即使在低频时电压畸变损失较大，但整体效率在2-4.5kHz范围却最高。

由于谐振噪声是以载波频率的倍数产生，因此最好将载波频率保持在4.5kHz，这样可以降低能源损耗，避免过多的谐振频率。

（2）自动载波频率调变(ASFM)

ASFM是VLT采用的一项先进技术。当负载低于60%满载负载，就将载波频率调整到所规划的最大载波频率。泵浦和风机负载具有变动转矩特性，即当泵浦转速工作于80%时大约承受60%工作负载，因此大部分时间可以保持高载波频率，而不需要加大变频器容量。

实际上，与固定高载波频率比较，在轻载时使用最高载波频率对电气系统效率的影响可说是微乎其微。而且，由于马达电缆中低频畸变所引起的平均功率损失相当低，因此总损耗下降，反而有助于节省电费的支出。

除此之外，在符合射频干扰的要求方面，也将不如固定高载波频率应用一般，易受到较大的影响。

存在的唯一缺点是漏电流增加，这不取决于负载，仅仅是变频器内中间直流电路电流所造成的结果，且与载波频率有关。然而最大漏电流只出现在负载低于60%时，所以ASFM仍然优于固定高载波频率的应用技术。

这项技术的争议处是：在50%和100%最大负载之间仍会产生音频噪声。然而，在大部分泵浦和风机应用中，全速下设备因机械振动产生的音频噪声远比50%转速时高，因此载波频率所产生的噪声将被设备的振动噪声所遮掩。下面公式说明了风机系统中噪声准位增加的关系式：
55Log(速度1/速度2)
＝55Log(1500/750)
＝55×0.33
＝16.5dBA
丹佛斯公司认为，根据负载调节载波频率，在HVAC系统中是比不断增加载波频率更好的折衷方法。

（3）随机载波频率

随机载波频率通称为“洁净噪声(White Noise)”技术，这种方式也不会降低变频器的负载能力。其采行的方法是在基本载波频率一定的频带范围里，不断地改变载波频率。该技术的主要缺陷是马达听起来就好像轴承坏了一般，虽然这种声音不同于固定载波频率，但对大多数人来说同样令人厌烦。

（4）LC输出滤波器

LC滤波器可以装在变频器输出电路中，并产生纯正弦波电压。由于这种方式完全消除了载波低频畸变，因此也就完全消除运转至马达所产生的噪声。这也就是说，马达运转性能得到总体上的改善，因此在大多数应用场合，使用变频器与直接电源下操作马达运转便没有多大差异。

某些设备中，电源电压会产生大量的换相陷波，这些陷波会造成马达转矩性能变差，甚至可能损坏马达。安装附有LC输出滤波器的变频器将完全消除这些陷波对马达的影响。Danfoss VLT设计时考虑电压陷波承受能力，所以运转操作时将不受其影响。遗憾的是，此方法仍存在几项缺点：
(1)并没有将噪声从设备系统中消除，只是转移到了LC滤波器。
(2)变频器与马达之间产生电压降；
(3)增加装置成本。
(4)自动能量优化器
当电压/频率比(u/f)高于最佳值时，由于定子过激磁将使马达产生更大的噪声，因此压/频比最佳化有助于减少马达的音频噪声。

Danfoss VLT内置有自动能量优化功能(AEO)，可以自动依据马达负载调整压/频比，其主要目的是减少马达工作的能量损耗，另外附加效益，便是可以将音频噪声降低达3dBA，这取决于马达过激磁的程度。

3、马达设计的影响

值得注意的是，马达产生的噪声亦取决于马达的设计及其结构的精密度。分析指出，相同的谐波电流，对于不同的马达设计有不同的反应。比较两台马达：1号马达工作于载波频率附近的音频噪声比两倍载波频率附近时更低也不易察觉；2号马达则正好相反。两台马达主要差别在于1 号马达仅有少数且较长的散热片，而2号马达则有很多较短的散热片。

另有调查显示，较小的定子和转子间气隙也有助于降低马达的噪声准位。不过这方面的调查佐证文件并没有如上述设计问题讨论一般，补充说明充分。

对多种厂牌和规格的马达进行调查后得出以下结论；许多马达制造商都没有拥有降低噪声准位的生产技术设计。好的马达因容量大小有所不同，因此在马达设计阶段中要隔离所有影响相关参数，几乎是不可能的事。

4、成本与效益

显然，采用LC滤波器或高载波频率可以产生最好的效果。但是高载波频率不仅造成生产成本及价格上升，而且还增加变频器损耗，产生较高的du/dt和射频干扰(RFI)现象增加。而采用LC 滤波器的唯一缺点仅是价格上升。

“洁净噪声”技术如果没有让马达听起来像轴承出了毛病外，不失为一种优秀的抑制方案。

ASFM是一种优于固定低载波频率的最佳方式，在相同投资的前提下，仅增加了少许系统损失。各种降低噪声技术的比较4.5kHz ASFM洁净噪声技术高载波频率LC滤波器价格噪声准位dU/dt RFI IGBT损耗。

进一步信息，请访问http://www.danfoss.com。