電機噪音解決方法

1、電機電磁噪聲產生原因分析電磁噪聲是由在時間上和空間上作變化，并由電機各部分之間作用的磁拉力引起的。 對于異步電機電磁噪聲的形成的原因可以歸為：（1）氣隙空間的磁場是一個旋轉力波，它的徑向力波使定子和轉子發(fā)生徑向變形和 周期性震動，產生了電磁噪聲。（2）氣隙磁場中除了電源基波分量外，還有高次諧波分量，高次諧波的徑向力波也 都分別作用于定轉子鐵心上，使它們產生徑向變形和周期震動，在一般情況下，對高次諧 波來說，電動機轉子剛度相對較強，定子鐵心的徑向變形是主要的，可能產生較大的噪 聲。（3）定子鐵心不同階次諧波的變形，有不同的固有頻率，當徑向力波的頻率與鐵心 的某個固有頻率接近或相等時，就會引起“共

2、振”。在這種情況下，即使徑向力的波幅不 大，也會導致鐵心變形、周期性震動和產生較大噪聲。（4）定子變形后引起周圍空氣振動，從而產生噪聲。這時，定子相當于一個聲輻射 器。（5）當鐵心飽和時，將會使磁場正弦分布的頂部變得平坦，在磁場分布中加大了三 次諧波分量，將使電磁噪聲增加。（6）定轉子槽都是開口的，氣隙磁導在旋轉時也是在變化和波動的。氣隙磁場中出 現(xiàn)了很多由于槽開口引入的諧波。降低電磁噪聲的方法：（1）合理選擇氣隙磁密。（2）選擇合適繞組形式和并聯(lián)支路數(shù)（3）增加定子槽數(shù)以減少諧波分布系數(shù)（4）合適的槽配合（5）利用磁性槽楔（6）轉子斜槽電機噪聲的分類根據(jù)電機噪聲產生的不同方式,大致可把其噪聲

3、分為三大類：電磁 噪聲；機械噪聲；空氣動力噪聲。電磁噪聲電磁噪聲主要是由氣隙磁場作用于定子鐵芯的徑向分量所產生的。它 通過磁軛向外傳播，使定子鐵芯產生振動變形。其次是氣隙磁場的切向分量，它 與電磁轉矩相反，使鐵芯齒局部變形振動。當徑向電磁力波與定子的固有頻率接 近時，就會引起共振，使振動與噪聲大大增強，甚至危及電機的安全。根據(jù)麥克斯韋定律，氣隙磁場中單位面積的徑向電磁力按下式計算：1式中：B 氣隙磁密9機械角位移U0真空磁導率由于定、轉子繞組中存在 著主波磁勢與各次諧波磁勢，它們相互作用可以產生一系列的力波。主波磁場產生的力波主波磁場B1所產生的徑向力波為：Pr1=P0+P1，式中， 是徑向力

4、的不變部分，它均勻作用于圓周上，使定子鐵芯受到壓縮應力。不變部 分不會產生振動與噪聲。P1=P0cos（2p 9-2 3 1t-2 9 0），其中p主波的極對數(shù)，3 1主波的角速度，90一初相角。P1是徑向力波的交變部分，這個力波的角頻 率是2 3 1，即2倍的電源頻率，它使定、轉子產生2倍電源頻率的振動與噪 聲。它的強度與氣隙磁密的平方成正比。這在兩極的大容量電機中，容易產生較 大的影響，而在一般情況下，由于它的頻率較低，其影響不顯著。諧波磁場產生的力波諧波磁場產生的力波所引起的振動與噪聲，一方面與該 力波的幅值大小有關，也與力波的次數(shù)有關。在大多數(shù)情況下，次數(shù)小于10的 影響較大，高次數(shù)的

5、力波一般不考慮。所以一定要選擇合適的定轉子槽配合，以 避免產生較低次的力波。若Z1和Z2分別代表定、轉子槽數(shù)，則要求：Z1-Z2 2(0 或 2p),Z1-Z2N(1 或 2p1)， Z1-Z2N(2 或 2p2),Z1-Z2#(3 或 2p 3)。由一階齒諧波所產生的力波由于定子或轉子上齒槽的影響，磁導將產生周期 性變化，而引起氣隙磁密的大小周期性 變化，而產生了齒諧波。這齒諧波所引 起的振動與噪聲可采用斜槽的方法，將其削弱。一般情況下，轉子斜一個定子槽 距時，其齒諧波所產生的徑向力要比直槽時小得多。單邊磁拉力所產生的力波由于定、轉子的偏心，或磁路的不對稱，將引起磁 通分配的不對稱，而出現(xiàn)一

6、邊受力大、一邊受力小的現(xiàn)象，也就產生了單邊磁 拉力。它隨著轉速而周期性地變化。當其中極對數(shù)為p1的附加磁場與主波磁 場相互作用時，所產生的力波次數(shù)為1，這樣低的力波很可能引起振動與噪聲。 因此，我們在設計或加工時，定、轉子圓度一定要達要求，磁路一定要對稱、均 勻。在電機裝配中，應校驗定、轉子的同軸度，使之在精度要求范圍內。降低電磁噪聲的方法綜上所述產生電磁噪聲的成因，我們可采用下列方法降低 電磁噪聲。盡量采用正弦繞組，減少諧波成份；選擇適當?shù)臍庀洞琶?，?應太高，但過低又會影響材料的利用率；選擇合適的槽配合，避免出現(xiàn)低次力 波；采用轉子斜槽，斜一個定子槽距；定、轉子磁路對稱均勻，迭壓緊密； 定

7、、轉子加工與裝配，應注意它們的圓度與同軸度；注意避開它們的共振頻 率。機械噪聲機械噪聲包括軸承噪聲、因轉子不平衡而產生的噪聲及裝配偏心而引起 的噪聲。另外，直流電機和串勵交流電機中的碳刷也會產生振動而引起噪聲。在 很多情況下，機械噪聲往往成為電機噪聲的主角。軸承噪聲的產生與控制由于軸承隨電機轉子一起旋轉，因滾珠、內圈、外圈表 面的不光滑，它們之間有間隙，滾珠的不圓或內部混合雜物，而引起它們間互相 碰撞產生振動與噪聲。其產生的噪聲值與滾珠、內外圈溝槽的尺寸精度、表面 粗糙度及形位公差等有很大關系。有人認為，只要采用精密軸承就可以降低軸承 噪聲，殊不知使用后，反而使噪聲增加。原因是軸與軸承內圈的配

8、合過緊，使精 密軸承的內圈變形大于普通軸承的變形量，因而跳動、振動加大，噪聲上升。所 以軸承與軸承室、軸的配合也是非常重要的。降低軸承噪聲應采取下列方法： 一般應采用密封軸承，防止雜物進入；軸承生產廠在軸承裝配前，對滾珠、內 圈、外圈的機加工一定要達到設計要求，在裝 配時，應有嚴格的退磁清選工序， 洗去油污與鐵屑。事實證明，清洗后的軸承比清洗前的軸承噪聲一般降低3dB。 潤滑脂一定要清潔干凈，絕不能含有任何鐵屑、灰塵和雜質；軸承外圈與軸承 室的配合、內圈與軸的配合，一般不宜太緊。軸承外圈與軸承室的配合，其徑向 間隙宜在39 rm的范圍內；為消除轉子的軸向間隙，必須對軸承施加適當?shù)膲毫?。一般選用

9、波形彈簧墊圈 或三點式彈性墊圈，且以放在軸伸端為宜；對于噪聲要求特別的電機，宜選用低噪聲軸承。當負載不太大時，可采用含油 滑動軸承，它比同尺寸的滾動軸承的噪聲有時可低10dB左右；轉子機械不平衡產生的噪聲與控制如果一個電機轉子(包括上面的繞組)的質量 分布是均勻的，制造與安裝時的圓度和同心度是合格的，則運轉平穩(wěn)，它對軸承 或支架的壓力只有靜壓力，即轉子本身的重量。如果轉子的質量分布是不均勻的， 則轉子是不平衡的轉子，它轉動時就會產生附加的離心力，軸承或支架就會受到 周期性附加離心力的作用，通過軸承或支架傳到外殼，引起振動，產生噪聲。當 不平穩(wěn)量過大或轉速過高，將使電機無法正常工作，甚至損壞或飛

10、逸，后果十 分嚴重。電機中冷卻風扇的不平衡同樣也會產生較大的噪聲。轉子的平衡有二 種：靜平衡與動平衡。靜平衡的轉子不一定動平衡，但動平衡的轉子一定會靜 平衡。所以轉子僅校靜平衡是不 夠的，對于速度較高的轉子必須校動平衡。目 前常用兩種方法使之平衡：去重法與加重法。去重法效率較高，但對鐵芯會造成 一定損傷，特別是在不平衡量較大時，就不宜采用此法。加重法的加工效率不高， 但比較靈活，且不損傷轉子鐵芯。不平衡的風扇同樣需要校動平衡。圖1是 德國工程師學會（VDI）標準規(guī)定的電機允許的殘留不平衡量或總偏心值。圖1允 許的殘留不平衡量或總偏心值a一對于小電樞；b一對于固定的渦輪發(fā)電機或有特 殊要求的中型

11、或大型電樞；c一對于特殊要求的小電樞；d一對于精密磨床的電樞?？諝鈩恿υ肼暤漠a生與控制電機的空氣動力噪聲是由旋轉的轉子及隨軸一起旋 轉的冷卻風扇造成空氣的流動與變化所產生的。流動愈快、變化愈劇烈，則噪聲 越大?？諝鈩恿υ肼暸c轉速、風扇與轉子的形狀、粗糙度、不平衡量及氣流的風 道截面的變化和風道形狀有關。風扇噪聲在電機的噪聲中往往占主要地位。降 低空氣動力噪聲的主要措施如下：對散熱良好或溫升不高的電機盡量取消風扇， 消除噪聲源；對外風扇，在設計時盡量不留通風裕量，優(yōu)先采用軸流式風扇； 外風扇與轉軸的聯(lián)接不用鍵聯(lián)接，而采用滾花直紋工藝；外風扇應厚薄均勻、 無扭曲變形、間距均勻，且應校動平衡；風道中盡量減少障礙物，有專用風 道的宜采用流線形風道，風道的截面變化不要突然；轉子的表面應盡量光