電動機噪聲的分(fèn)析及抑製

2015-03-03

付懷波(bō)1 王德成2
1.佳木斯電機股份有限公司(sī),黑龍江佳木斯(154002) 2.黑龍江農業技術學院,黑龍江佳木斯(154002)
  關鍵詞:通風噪聲;機械噪聲;電磁噪聲
  0 引言(yán)
  異步(bù)電動機的噪聲可分為通風噪聲、機械噪聲、電(diàn)磁(cí)噪聲三類。隻有(yǒu)找出產生(shēng)噪聲的原因才能有效地抑製噪聲。
  1 噪聲的分類及抑製(zhì)
  1.1通風噪聲
  通風噪聲可分為笛聲(shēng)和渦流聲(shēng)。電動機轉速1500r/min及以上或(huò)風(fēng)扇直徑大於200mm通風噪聲常常是(shì)電動(dòng)機噪聲的主要部分。尤其是全封閉高速(sù)自扇(shàn)冷式電動機(jī)當風扇圓周速度超過50m/s時,電動機的噪聲大部分由風扇產生。
  電動機(jī)旋轉時,風(fēng)扇葉片和轉(zhuǎn)子的凸出部分(如徑向通(tōng)風槽板或端環風葉)周期性(xìng)的撞(zhuàng)擊空氣,產生交替的疏密波就會引起笛聲。笛聲的頻(pín)率是電動機轉(zhuǎn)速的倍數;式中,m-風扇葉(yè)片數或葉片與(yǔ)風路中障礙物個數的Z小公倍數;n-電動機的轉數(shù)。
  風扇葉(yè)片轉動會引起周圍(wéi)空氣產生渦流。渦流及渦流的分裂會(huì)使空氣壓力脈動而產生渦流聲。渦流聲的頻譜是連續分布(bù)的,在400Hz~2000Hz範圍內較大。渦流聲的聲級是不穩(wěn)定的。
  對以笛(dí)聲為主的通風噪聲往往通過調整(zhěng)風扇葉片的數(shù)量和(hé)適當增加(jiā)風扇(shàn)外徑與風罩或與(yǔ)端蓋內腔的間隙(大於風扇外徑(jìng)的15%),避開“共鳴”條件可大幅度抑製笛(dí)聲。
  對以(yǐ)渦流聲(shēng)為主的(de)通風噪聲,噪聲的聲功率與風扇外徑的5~7次(cì)方、轉速的5次方和葉片寬度的1次方成正比。當(dāng)電動機定子(zǐ)溫升有較大裕度時減小風扇外徑是抑製通風噪聲Z簡便、Z有效的措施。對(duì)離心式風扇風葉下端帶一傾(qīng)角以擴(kuò)大進風口麵積也可以抑製渦流噪聲(shēng)。
  1.2機械噪聲
  機械噪聲主要是軸承(chéng)噪聲及其結構件共振噪聲,其次是旋轉(zhuǎn)振動(dòng)噪聲。滾動軸承的噪聲是低速中小(xiǎo)型電動機噪聲的主要部分,軸承噪聲隨滾動體內圈直徑和轉速的(de)增(zēng)大而增大。選用製造精度(dù)高的軸承是降低軸承噪聲的(de)有效手段,軸承裝配時不能(néng)猛打、猛敲,破壞軸承滾動體的精度。在軸承載荷和壽命許可的條(tiáo)件(jiàn)下,應選用內圈直徑小的(de)軸(zhóu)承(chéng),球軸承應比圓柱滾子軸承優先選用,滾動軸承的實(shí)際工作(zuò)遊隙過(guò)小,軸承轉動不靈活會使軸承噪聲增大。為了抑製(zhì)軸(zhóu)承噪聲必須(xū)嚴格控製軸承台外徑及(jí)其橢(tuǒ)圓度、端蓋軸承室的內徑及其橢圓度。軸承外圈(quān)與端蓋(gài)軸承室易采用間隙配合,以不產生相對轉動為(wéi)目的。電機零部件的加工質量、軸承裝配質量、清潔度和(hé)潤滑狀況對軸承噪(zào)聲也有影響。
  電動機端蓋(gài)、機座、端罩等零件(jiàn)受轉子不平衡離心力、電(diàn)磁力和軸承振動的影響(xiǎng)按其固有頻(pín)率(lǜ)振動而發(fā)出振動噪聲。小型電動機(jī)的端蓋為薄壁結構,軸向剛度差容易引起共振噪(zào)聲。增強端蓋剛度、改善零部件結構(加厚風罩厚度、增加機座的散熱筋),改變其固有頻率就可以消除共(gòng)振噪聲。電(diàn)動機轉子動平衡不良會使機械噪聲增大,反之則可降(jiàng)低機械噪聲。
  1.3電磁噪聲
  低速電動機電磁噪聲有(yǒu)時也是電動機噪聲的重要(yào)來源。
  異步電(diàn)動機的電(diàn)磁噪聲除雙倍電源頻率噪聲由主磁場引起(qǐ)外,主要是由(yóu)氣隙諧波磁場(chǎng)引起(qǐ)的。當定轉子槽配合選擇不合理使定子(zǐ)一階齒諧波次數與轉子一階齒諧波次數的差值為±1、±2、±3,同時定子鐵心或機座的固有(yǒu)振蕩頻率接近交變磁
拉力的頻率而產(chǎn)生較大的動態變形時,電磁噪聲會明顯增大。
  鑄鋁轉子斷條、轉子(zǐ)偏心(xīn)會引起兩倍轉(zhuǎn)差頻率的差頻噪聲。這種噪聲在中型電動機和兩極電(diàn)動機中較為突出。定子繞組不對稱(chēng)或匝間短路,會引起兩倍電源頻率的噪聲。鑄鋁轉子閉(bì)口槽槽口車得不均勻會引起時斷時續的起伏聲。鐵心疊壓不緊、齒壓(yā)板鬆弛會(huì)引(yǐn)起衝片振動聲。
  采取措施削弱諧波磁場的幅值,從而減小引起定子鐵心動態變形的交變磁拉力:轉子采用(yòng)斜槽;加(jiā)大氣隙,提高氣隙的均勻度;合理選擇定子繞組節距;減小定轉子鐵心的槽(cáo)口寬度,定子(zǐ)開口槽選(xuǎn)用磁性槽楔;適(shì)當降低氣隙磁密(mì);合理選擇定轉子槽配合,盡(jìn)量避免(miǎn)采用易產生低階次徑向交變電(diàn)磁力的槽(cáo)配(pèi)合。這(zhè)些都是降低電磁噪聲的有效措施。
  2 通風噪聲、機械噪聲、電磁噪聲的判定
  通風噪聲與電動機轉速有(yǒu)關。人為堵(dǔ)住電動機的進出風口或去掉(diào)風扇,通(tōng)風噪(zào)聲會減弱或消失。以通風噪聲為主的電動(dòng)機在進出風口尤其風扇(shàn)附近的噪(zào)聲比其他部位大(dà)。機械噪聲與電動(dòng)機轉速有關,機械振動噪聲較大(dà)的電(diàn)動機往往振動也較(jiào)大。電磁噪聲隨電動機電(diàn)壓的(de)提高和負載的加大而明顯增大,電動機起動過程噪聲特別大,斷電隨即消失。電磁噪聲如由定子繞(rào)組不對稱或匝間短路(lù)造成的,則定子三相電流一定不平衡;如由鑄(zhù)鋁(lǚ)轉子有缺陷造成的,則定子三(sān)相電流往往波動。
  3 結語
  抑製噪聲的方法還有很多,隻要找到電動機噪聲產生的原因,對症采取降低噪聲的措施才能從根本上解決噪聲擾人的難題。
  參考文獻
  [1]陳永(yǒng)校,諸自強(qiáng),應善成.電機噪聲的分析和控製.杭州:浙(zhè)江大學出(chū)版社,1987.6.
  [2]江鍾衍.異步電動機試驗及其質量(liàng)分析.北(běi)京:機械工業出版(bǎn)社,1985.
來源:《防爆電機》2010年第(dì)3期
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