電機噪聲分析與控製
發布時間:2021-09-03 責任編輯:wenwei
【導讀】電機噪聲主要來自三個方麵:空氣噪聲、機械噪聲和電磁噪聲,但有時也會將電路內部噪聲列入噪聲源之一。電路內部噪聲主要來自電路自勵、電源哼聲以及電路元件中的電子流起伏變化和自由電子的熱運動。
1. 空氣噪聲

空氣噪聲主要由於風扇轉動,使空氣流動、撞擊、摩擦而產生。噪聲大小決定於風扇大小、形狀、電機轉速高低和風阻風路等情況。
空氣噪聲的基本頻率
其中,N——風扇葉片數;n——電機轉速。
風扇直徑越大,噪聲越大,減小風扇直徑10%,可以減小噪聲2—3dB。但隨之冷量也會減少。當風葉邊緣與通風室的間隙過小,就會產生笛聲(似吹笛聲)。如ru果guo風feng葉ye形xing狀zhuang與yu風feng扇shan的de結jie構gou不bu合he理li,造zao成cheng渦wo流liu,同tong樣yang也ye會hui產chan生sheng噪zao聲sheng。由you於yu風feng扇shan剛gang度du不bu夠gou,受shou氣qi流liu撞zhuang擊ji時shi發fa生sheng振zhen動dong,也ye會hui增zeng加jia噪zao聲sheng。此ci外wai,轉zhuan於yu有you凸tu出chu部bu分fen,也ye會hui引yin起qi噪zao聲sheng。

2. 機械噪聲
空氣噪聲主要由於風扇轉動,使空氣流動、撞擊、摩擦而產生。噪聲大小決定於風扇大小、形狀、電機轉速高低和風阻風路等情況。
空氣噪聲的基本頻率
則滾珠的旋轉頻率

式中:
dr——滾珠直徑(mm)
d1——軸承內圈滾道的直徑(mm)
d2——軸承外圈滾道的直徑(mm)
保持架的旋轉頻率

其中,N——風扇葉片數;n——電機轉速(RPM)。
而軸承內外圈滾道中的波紋、凹坑、超糙度是引起噪聲的主要原因。
試shi驗yan表biao明ming,噪zao聲sheng聲sheng壓ya級ji與yu滾gun動dong麵mian的de波bo紋wen高gao度du和he波bo紋wen數shu的de乘cheng積ji成cheng正zheng比bi。此ci外wai,徑jing向xiang遊you隙xi的de大da小xiao,也ye影ying響xiang噪zao聲sheng,減jian小xiao徑jing向xiang遊you隙xi,可ke降jiang低di噪zao聲sheng,但dan是shi徑jing向xiang遊you隙xi小xiao的de軸zhou承cheng要yao求qiu配pei用yong在zai兩liang軸zhou承cheng室shi同tong心xin度du高gao的de機ji殼ke和he端duan蓋gai,並bing且qie對dui轉zhuan子zi同tong軸zhou度du的de要yao求qiu提ti高gao。
同(tong)時(shi)潤(run)滑(hua)脂(zhi)質(zhi)量(liang)的(de)優(you)劣(lie)也(ye)是(shi)影(ying)響(xiang)噪(zao)聲(sheng)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)。噪(zao)聲(sheng)與(yu)潤(run)滑(hua)脂(zhi)的(de)粘(zhan)度(du)有(you)關(guan),試(shi)驗(yan)表(biao)明(ming),噪(zao)聲(sheng)隨(sui)粘(zhan)度(du)增(zeng)大(da)而(er)減(jian)小(xiao),但(dan)粘(zhan)變(bian)增(zeng)大(da)到(dao)一(yi)定(ding)數(shu)值(zhi)後(hou),噪(zao)聲(sheng)反(fan)而(er)增(zeng)大(da),這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)油(you)膜(mo)對(dui)振(zhen)動(dong)有(you)援(yuan)衝(chong)作(zuo)用(yong),粘(zhan)度(du)大(da)、噪聲低,但當粘度過大,轉動時出現攪拌聲。
anzhuangwuchaduizhouchengzaoshengdeyingxiang。zhouchengdeanzhuangwuchachaoguomouyilinjiezhihuishizhouchengzaoshengjijuzengda,erlinjiejiaosuizhouchengjingxiangyouxijianxiaoerjianxiao。tuyibiaoshimoudanlieneixinzhouchengzaibutongjingxiangyouxishianzhuangwuchajiaoduizaoshengdeguanxi。

3. 電磁噪聲

作用在電機定、轉(zhuan)子(zi)空(kong)氣(qi)隙(xi)中(zhong)的(de)交(jiao)變(bian)電(dian)磁(ci)力(li)會(hui)使(shi)電(dian)機(ji)定(ding)轉(zhuan)子(zi)產(chan)生(sheng)振(zhen)動(dong)及(ji)噪(zao)聲(sheng)。由(you)於(yu)氣(qi)隙(xi)磁(ci)場(chang)不(bu)僅(jin)有(you)基(ji)波(bo)而(er)且(qie)還(hai)有(you)一(yi)係(xi)列(lie)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)存(cun)在(zai),這(zhe)些(xie)磁(ci)場(chang)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)將(jiang)產(chan)生(sheng)周(zhou)期(qi)性(xing)的(de)作(zuo)用(yong)力(li),基(ji)波(bo)及(ji)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)電(dian)磁(ci)力(li)均(jun)會(hui)引(yin)起(qi)振(zhen)動(dong)及(ji)噪(zao)聲(sheng)。
電磁聲頻率分布大多在100-4000Hz之間。振動及噪聲強度的大小與電磁力的大小和定子、zhuanzigangduyouguan。dangjifazhendongdedianciliyuzhendongdelingbujiandezizhenpinlvxiangwenheshi,jianghuichanshenggongzhen,zhendongjizaoshengyejiangxianzhuzengjia。dianciliyoujingxiangfenliangheqiexiangfenliang,diancilijingxiangfenliangzaiyinqidianjizhendongjizaoshengfangmianqizhuyaozuoyong,tashidingzitiexinchanshengjingxiangzhendong,jingxiangzhendongchanshengdezaoshengweidianjidiancizaoshengdezhuyaochengfen。zaicaiyongdanshucaozhuanzichongpianshi,caozhizaoshengchengweidiancizaoshengdezuizhuyaobufen。dianjiyunxingguochengzhong,danshucaodezhuanzitiexinzhouqixingdishoudaodanbiancilalidebianhuasuochanshengde,qiyuanyinketongguotuyilaijieshi。

在圖(a)中(zhong),上(shang)磁(ci)極(ji)極(ji)弧(hu)下(xia)覆(fu)蓋(gai)三(san)個(ge)轉(zhuan)子(zi)槽(cao),而(er)下(xia)磁(ci)極(ji)極(ji)弧(hu)隻(zhi)覆(fu)蓋(gai)兩(liang)個(ge)轉(zhuan)子(zi)槽(cao),此(ci)時(shi)上(shang)部(bu)磁(ci)拉(la)力(li)大(da),下(xia)部(bu)磁(ci)拉(la)力(li)小(xiao),使(shi)定(ding)子(zi)鐵(tie)芯(xin)有(you)向(xiang)上(shang)移(yi)動(dong)的(de)趨(qu)勢(shi)。當(dang)轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)動(dong)半(ban)個(ge)槽(cao)距(ju)後(hou),則(ze)如(ru)圖(tu)(b)suoshi,cishixiacijijihufugailesangezhuanzicao,ershangcijijixianzhifugailelianggezhuanzicao,cishidecilaliqingkuangqilebianhua,xiabucilalida,shangbucilalixiao,yincidingzitiexinyouxiangxiayidongdequshi。suoyizaizhuanzixuanzhuanguochengzhong,dingzitiexinchanshengzhouqixingdeshangxiazhendong。tongli,zhuanzishoudaolezhouqixingbianhuadedanbiancilali,congeryinqizhuanzizhendong。
采用雙數槽轉子時,不會發生上述情況,但轉子旋轉時槽位變化,在氣隙中造成脈振磁場,也可能引起振動。
按照上麵分析,所產生的電磁噪聲頻率
式中:Z ——轉子槽數
在(zai)電(dian)磁(ci)噪(zao)聲(sheng)中(zhong),除(chu)上(shang)述(shu)原(yuan)因(yin)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)噪(zao)聲(sheng)外(wai),還(hai)由(you)於(yu)電(dian)流(liu)中(zhong)的(de)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)分(fen)量(liang),在(zai)定(ding)轉(zhuan)子(zi)氣(qi)產(chan)生(sheng)諧(xie)波(bo)磁(ci)場(chang),也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)不(bu)均(jun)勻(yun)的(de)力(li)矩(ju),造(zao)成(cheng)振(zhen)動(dong)而(er)產(chan)生(sheng)噪(zao)聲(sheng)。
噪聲鑒別方法
1. 斷電法
利用電磁噪聲隨磁場強弱、負fu載zai電dian流liu大da小xiao以yi及ji轉zhuan換huan高gao低di而er變bian的de特te征zheng,對dui空kong載zai運yun行xing的de電dian動dong機ji靜jing聽ting一yi段duan時shi間jian後hou突tu然ran切qie斷duan電dian源yuan,隨sui著zhe電dian源yuan的de切qie斷duan部bu分fen噪zao聲sheng會hui立li即ji消xiao失shi,此ci為wei電dian磁ci噪zao聲sheng。停ting電dian後hou電dian機ji借jie慣guan性xing繼ji續xu運yun轉zhuan產chan生sheng的de噪zao聲sheng則ze為wei機ji械xie噪zao聲sheng。反fan複fu數shu次ci以yi期qi得de到dao確que定ding。
2. 改變電壓法
將電源電壓急速下降至一定限度(轉速無較大變化)時,如果電磁噪聲是電機噪聲的主要部分,則會隨電壓變化很大,而其他噪聲基本不變。
3. 電流測試法
若定子繞組不對稱或內部斷相、匝間短路,則三相電流不平衡;若轉子斷籠或繞線式電機轉子三相不對稱,則定子電流有波動,以此來鑒別出電磁噪聲。
4. 拖動法
用低噪聲電動機拖動被試電機旋轉,提起及放下碳刷數次,可鑒別出碳刷噪聲的影響。
5. 拆卸部件法
對於空氣動力噪聲具有穩定的特征,可以通過取下風扇(小型電動機)或外鼓風機(大、中型電動機)前後噪聲變化的情況來鑒別。另外,更換不同外徑和型式的風扇,在不同轉速下區分噪聲的差別,也可鑒別出風扇噪聲。
噪聲控製方案
1. 合理設計電機的結構
(1)正確選用風扇材質和結構:單向旋轉的高速電動機,可采用流線型後傾式離心式風扇,對離心式風扇,帶倒向環的比不帶倒向環的噪聲低;此外,盆式風扇比大刀式風扇噪聲低;鋁質風扇比尼龍風扇噪聲低。
(2)改進風路:加大風扇外緣與風扇罩或端麵內腔間隙,取消風道中的障礙,使風流方向平滑,可改善噪聲。
(3)定子繞組采用合理的短距。
(4)異步電動機轉子采用相對傾斜的雙斜槽結構以減少軸向力;直流電動機采用不均勻氣隙。交流電動機采用磁性槽楔,不但可以減少諧波損失提高效率,還可以減少由諧波磁場引起的電磁噪聲。
(5)使用中的電機產生“掃膛”時(shi),可(ke)適(shi)當(dang)增(zeng)大(da)氣(qi)隙(xi)以(yi)減(jian)少(shao)氣(qi)隙(xi)磁(ci)密(mi)。當(dang)電(dian)機(ji)功(gong)率(lv)有(you)裕(yu)量(liang)時(shi),可(ke)將(jiang)轉(zhuan)子(zi)圓(yuan)周(zhou)車(che)去(qu)一(yi)部(bu)分(fen),以(yi)增(zeng)大(da)氣(qi)隙(xi),消(xiao)除(chu)高(gao)次(ci)諧(xie)波(bo)引(yin)起(qi)的(de)噪(zao)聲(sheng),但(dan)在(zai)減(jian)小(xiao)的(de)同(tong)時(shi),增(zeng)大(da)了(le)空(kong)載(zai)電(dian)流(liu),並(bing)使(shi)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)有(you)所(suo)降(jiang)低(di)。
(6)適當控製軸承滾動麵的波紋、凹坑、粗糙度及徑向間隙。
(7)提高換向器表麵加工精度和光潔度以減少電刷噪聲。
(8)增加機座剛度及平衡度,必要時可用水平儀做一下地基的水平;目測一下電動機安裝角度與拖動的機械是否合適。

2. 確保裝配工藝精良
(1)選用高質量的軸承。軸承與轉軸或軸承與軸承座之間的配合應適當,並控製好軸承熱套時的溫度及時間。
(2)zhuanzidongpinghengbuhaoshichanshengjixiezaoshengdezhuyaoyuanyin,suoyiyaotigaozhuanzidedongpinghengjianyanjingdu,jinliangjianshaopianxindeyingxiang,baozhengdiandongjianzhuangshilianzhouqidetongxindu。
(3)軸承潤滑脂選用合適型號且無雜質。軸承內腔所塗的潤滑脂量應為軸承室內部空間的1/3—2/3為宜。
(4)butongzhongleidezhouchengxuanqianzhuanggongyideyaoqiuanzhuangzhouchengzhuangpeiyuanzeshangbuyunxucaiyongtongbangjidadefangfa,fouzehuiyouyuzhouchengneiquanshoulibujunsunshangzhoucheng。caiyongretaofangfazhuangpeizhouchengshi,shixianyaozaixijianzhazhouchengyuzhoujingdepeihechicun,yinweiretaoyulengtaobutong,retaoshitaoruzhouchengdeguochengzhong,buyifajiaozhoujingyuzhouchengdepeihegongchaheguoyingchengdushifoushiyi。zhouchengretaohoubuyingyidongdianjihuozhuangpeiqitafujianyifangzhizhouchengyiwei。
其他減噪方式
(1)容量超過10MW,轉速超過1000r/min的大容量高速電動機,采用剛性的隔離罩(內表麵粘貼吸音材料)將電機罩起來,是最有效的減噪辦法。
(2)在產生氣流噪聲最強的部分加裝有對氣流的阻力小,不影響電機散熱和裝卸方便的消聲器。
(3)搬運中避免機座遭受機械撞擊。
(4)電dian動dong機ji是shi從cong電dian源yuan吸xi收shou電dian能neng,轉zhuan換huan成cheng機ji械xie能neng再zai從cong軸zhou上shang輸shu出chu,所suo以yi電dian網wang中zhong采cai取qu動dong態tai無wu功gong補bu償chang和he濾lv波bo裝zhuang置zhi,使shi電dian源yuan中zhong的de諧xie波bo分fen量liang符fu合he規gui範fan要yao求qiu,提ti高gao供gong電dian質zhi量liang,保bao證zheng電dian壓ya、頻率合格,三相電壓平衡,以控製電機噪聲。
(5)電動機運行時軸承蓋不應打開;保持電動機的清潔;定期更換潤滑脂;經常清潔換向器表麵以保持其良好的潤滑接觸。
免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在於傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請聯係小編進行處理。
推薦閱讀:
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 1200餘家企業齊聚深圳,CITE2026打造電子信息產業創新盛宴
- 掌握 Gemini 3.1 Pro 參數調優的藝術
- 築牢安全防線:電池擠壓試驗機如何為新能源產業護航?
- Grok 4.1 API 實戰:構建 X 平台實時輿情監控 Agent
- 電源芯片國產化新選擇:MUN3CAD03-SF助力物聯網終端“芯”升級
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索





