三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁噪音分析和控制

精品文檔-下載后可編輯三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁噪音分析和控制【摘要】對(duì)三相交流異步電動(dòng)機(jī)的電磁噪音，從槽配合選擇、氣隙諧波磁場(chǎng)等方面進(jìn)行分析，找出引起電磁噪音的主要原因，最后提出控制電磁噪音的相關(guān)措施。

【關(guān)鍵詞】異步電動(dòng)機(jī)；氣隙槽配合；諧波磁場(chǎng)；電磁噪音

Theelectromagnetismnoiseofthreeelectricmotoranalysisandcontrol

WuJian—bing

（Xi''anTechFullSimoMotorCo.，LtdXi''anShaanxi710018）

【Abstract】Three—phaseACinductionmotorelectromagneticnoisefromtheslotwiththeselectairgapharmonicmagneticfieldanalysistoidentifymajorcauseelectromagneticnoise，andfinallyputforwardthemeasurestocontrolelectromagneticnoise.

【Keywords】Asynchronousmotor；Airgapslotwith；Harmonicmagneticfield；Electromagneticnoise

1.引言

Y、Y2系列三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于各行各業(yè)，其負(fù)載噪音指標(biāo)方面與國外產(chǎn)品相比尚有較大差距。特別是2極高速中小型電動(dòng)機(jī)的電磁噪音已超出國際貿(mào)易和國內(nèi)特殊行業(yè)的最低要求。產(chǎn)品出口和國內(nèi)特殊行業(yè)的應(yīng)用受到嚴(yán)重影響。本文定性加簡(jiǎn)單的量化分析，闡明2極電機(jī)電磁噪音超標(biāo)的原因及解決方案。

2.噪音分類

異步電動(dòng)機(jī)的噪音分三類：電磁噪音、空氣動(dòng)力噪音和機(jī)械噪音?？諝鈩?dòng)力噪音源于異步電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇通風(fēng)噪音。由于空載和負(fù)載的轉(zhuǎn)差非常小，從空載到負(fù)載通風(fēng)噪音幾近定值。因此，對(duì)于空載噪音達(dá)標(biāo)而負(fù)載噪音超標(biāo)的2極高速電機(jī)，通風(fēng)噪音不是電磁噪音超標(biāo)的主要原因。

機(jī)械噪音主要是由軸承噪音引起的。對(duì)于工藝成熟的Y、Y2系列電機(jī)，從降低機(jī)械噪音方面來使電磁噪音達(dá)標(biāo)也是不明智的。

電磁噪音是由于電機(jī)氣隙中各次諧波磁場(chǎng)引起的交變電磁力引發(fā)鐵心及其相聯(lián)的機(jī)械構(gòu)件中的振動(dòng)和共振。采取更趨合理的方案是完全可以做到的。

3.電磁噪音產(chǎn)生原因

Y160—2電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生讓人不易接受的電磁噪音。為解決問題，需從電磁噪音產(chǎn)生機(jī)理著手，分析電磁噪音的特點(diǎn)及其控制辦法。

3.1氣隙諧波磁場(chǎng)。

氣隙諧波磁場(chǎng)由電機(jī)繞組的磁勢(shì)作用于電機(jī)氣隙而產(chǎn)生的。因此，分析繞組磁勢(shì)即可闡明氣隙諧波磁場(chǎng)的產(chǎn)生原因及對(duì)電磁噪音的影響。

電機(jī)學(xué)理論表明：電機(jī)的單相繞組其磁勢(shì)是脈振磁勢(shì)，磁勢(shì)波形為非正弦波，內(nèi)含豐富的高次諧波磁勢(shì)。

單線圈磁勢(shì)對(duì)于單線圈磁勢(shì)，其磁勢(shì)可表示為：

Fc（t，α）=2π2IcNcpSinwt∑∞v=1/p，2/p…kyvVCOSvα（1）

式中：Nc——槽內(nèi)導(dǎo)體數(shù)，即線圈匝數(shù)

Ic——導(dǎo)體電流i的有效值

線圈組磁勢(shì)對(duì)于每極每相槽數(shù)q為整數(shù)的q個(gè)線圈組v次諧波幅值為：

Fqv=qFcv·kqv（2）

式中：kqv=sin（qvα1）/2/（qsinvα1/2）（3）

其中α1為線圈分布的基波電角度值，kqv稱為分布系數(shù)，線圈組v次諧波磁勢(shì)幅值為：

Fmqv=2π2qIcNcvp·kwv（4）

式中：kwv=kyv·kqv是v次諧波的繞組系數(shù)。

相繞組磁勢(shì)相繞組磁勢(shì)可由線圈組的v次諧波磁勢(shì)按其空間位移和電流方向用矢量法相加而得到。

Fφ（t，α）=2π2Iwp[kw1cosα+13（Kw3cos3α）+15（Kw5cos5α）+…+1v（Kwvcosvα）]sinwt（5）

式中：w=電流角頻率，即基波磁場(chǎng)角頻率。

Kyv=0至于雙層繞組磁勢(shì)也不含偶次諧波。

對(duì)于正常接法的整數(shù)槽繞組，相繞組磁勢(shì)幅值為：

Fmφv=2π2IwvpKwv（6）

上式表明：相繞組磁勢(shì)幅值與繞組系數(shù)成正比，采用短距（y11）可有效削弱繞組中的高次諧波，這早已為Y系列電機(jī)所采用。

三相繞組磁勢(shì)三相繞組空間和時(shí)間上均相差120°電角度，屬正交繞組。因此，當(dāng)v=3k時(shí)（k=±1，±2，±3……），三相繞組的3k次諧波磁勢(shì)為0。即

F3k（t，α）=Fφ3kCOS3kα〔sinωt+sin（ωt—2π/3）+sin（ωt—4π/3）〕=0（7）

上式表明，三相繞組中不含3倍次諧波，只含有5，7，11，……等次數(shù)

的高次諧波。上述齒諧波，因kων=kω1，因此不能用短距分布繞組等辦法加以大幅

度削弱，故其幅值較大，是電磁噪音的主要來源。

3.2電磁力波。

氣隙磁場(chǎng)波作用于定、轉(zhuǎn)子鐵心，產(chǎn)生交變的作用力，即電磁力波。作用在定子鐵心齒上的徑向力波是定子鐵心振動(dòng)變形