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降低电机噪声的探讨

作者:安全管理网  来源:安全管理网 
评论: 更新日期:2011年08月30日

1噪声是由物体的振动产生的,再通过空气或其它弹性介质才能传播到人的耳朵。它由很多杂乱无章的单调声音混合而成。其中20Hz~20000Hz是人们耳朵可以听到的频率。低于20Hz的波叫次声波,高于20000Hz的波叫超声波。噪声直接影响人们的身体健康,太强或长时间噪声,会使人十分痛苦、难受,甚至使人耳聋或死亡。噪声是现代社会污染环境的三大公害之一。为了保障人民的身体健康,国际标准化组织(ISO)规定了人们容许噪声的标准,噪声dB(A)859396115(最大)电机是产生噪声的声源之一,电机又在家庭、商业、办公室以及工农医等行业广泛而大量地应用着,与人民的生活密切相关。随着社会的进步,人们对污染环境的噪声提出了越来越高的要求与限制,尤其对与人们密切接触的家用电器更是如此。这方面,先进国家尤其重视。我国政府历来重视人民的健康,对限制噪声不遗余力。电冰箱(250升以下)洗衣机吸油烟机电磁灶吸尘器洗衣机镇流器空调器(2500W、分体式)4[-
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因此,尽量降低电机的噪声,生产低噪声的电机,给人们创造一个舒适、安静的环境是每个设计者与生产者的职责。
2电机噪声的分类根据电机噪声产生的不同方式,大致可把其噪声分为三大类:①电磁噪声;②机械噪声;③空气动力噪声。
3电磁噪声电磁噪声主要是由气隙磁场作用于定子铁芯的径向分量所产生的。它通过磁轭向外传播,使定子铁芯产生振动变形。其次是气隙磁场的切向分量,它与电磁转矩相反,使铁芯齿局部变形振动。当径向电磁力波与定子的固有频率接近时,就会引起共振,使振动与噪声大大增强,甚至危及电机的安全。根据麦克斯韦定律,气隙磁场中单位面积的径向电磁力按下式计算:式中:B——气隙磁密θ——机械角位移μ0——真空磁导率由于定、转子绕组中存在着主波磁势与各次谐波磁势,它们相互作用可以产生一系列的力波。
3.1主波磁场产生的力波主波磁场B1所产生的径向力波为:Pr1=P0+P1,式中,是径向力的不变部分,它均匀作用于圆周上,使定子铁芯受到压缩应力。不变部分不会产生振动与噪声。P1=P0cos(2pθ-2ω1t-2θ0),其中p主波的极对数,ω1—主波的角速度,θ0—初相角。P1是径向力波的交变部分,这个力波的角频率是2ω1,即2倍的电源频率,它使定、转子产生2倍电源频率的振动与噪声。它的强度与气隙磁密的平方成正比。这在两极的大容量电机中,容易产生较大的影响,而在一般情况下,由于它的频率较低,其影响不显著。
3.2谐波磁场产生的力波谐波磁场产生的力波所引起的振动与噪声,一方面与该力波的幅值大小有关,也与力波的次数有关。在大多数情况下,次数小于10的影响较大,高次数的力波一般不考虑。所以一定要选择合适的定转子槽配合,以避免产生较低次的力波。若Z1和Z2分别代表定、转子槽数,则要求:Z1-Z2≠(0或2p),Z1-Z2≠(±1或2p±1),Z1-Z2≠(±2或2p±2),Z1-Z2≠(±3或2p±3)。
3.3由一阶齿谐波所产生的力波由于定子或转子上齿槽的影响,磁导将产生周期性变化,而引起气隙磁密的大小周期性变化,而产生了齿谐波。这齿谐波所引起的振动与噪声可采用斜槽的方法,将其削弱。一般情况下,转子斜一个定子槽距时,其齿谐波所产生的径向力要比直槽时小得多。
3.4单边磁拉力所产生的力波由于定、转子的偏心,或磁路的不对称,将引起磁通分配的不对称,而出现一边受力大、一边受力小的现象,也就产生了单边磁拉力。它随着转速而周期性地变化。当其中极对数为p±1的附加磁场与主波磁场相互作用时,所产生的力波次数为±1,这样低的力波很可能引起振动与噪声。因此,我们在设计或加工时,定、转子圆度一定要达要求,磁路一定要对称、均匀。在电机装配中,应校验定、转子的同轴度,使之在精度要求范围内。
3.5降低电磁噪声的方法综上所述产生电磁噪声的成因,我们可采用下列方法降低电磁噪声。⑴尽量采用正弦绕组,减少谐波成份;⑵选择适当的气隙磁密,不应太高,但过低又会影响材料的利用率;⑶选择合适的槽配合,避免出现低次力波;⑷采用转子斜槽,斜一个定子槽距;⑸定、转子磁路对称均匀,迭压紧密;⑹定、转子加工与装配,应注意它们的圆度与同轴度;⑺注意避开它们的共振频率。

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