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电机噪声标准(电机电磁噪声是如何产生的)

2022-06-29  浏览次数:1

噪音是各种频率和强度的杂声的组合,这种恼人的噪音对人类的危害是众所周知的。噪音往往伴随着振动,过度振动会损坏其他设备。噪声水平反映了产品的设计和制造水平,是衡量产品质量的重要指标。现在人们已经普遍意识到降低噪音的重要性。电机设计者、制造商和操作者需要更多关于电机噪声的知识。比如要搞清楚电机噪声是怎么产生的,和哪些因素有关,希望在设计阶段就能预测到电机实际运行时产生的噪声,同时还要知道降低噪声的方法等。

电磁噪声是由交变电磁场引起的某些机械零件或空间体积的振动而引起的。对于电机来说,不稳定的电源也会激发定子振动,产生噪声。电磁噪声的主要特征与交变电磁场的特性、受迫振动部位和空间的大小和形状有关。较高频率的电磁噪声,也称为电磁啸叫。

电磁噪声的原因分析

电机运行时,气隙中存在基波磁场和一系列谐波磁场。这些磁场相互作用产生切向力,从而产生随时间和空间变化的切向电磁转矩和径向力。

电机气隙中一般存在各种时间和频率的旋转径向电磁力波。每个径向力波分别作用在定子铁芯和转子铁芯上,使定子铁芯、底座和转子发生随时间周期性变化的径向变形,即发生振动,振动频率为力波的频率。由于转子铁心的刚度很高,产生的振动很小,一般只考虑定子铁心和机座的振动。电磁噪声主要是定子振动引起的空气传播噪声,使周围空气脉动。

径向力波的阶数越低,铁芯弯曲变形相邻两点之间的距离越远,铁芯刚度相对较差,径向变形越大。定子铁芯的变形与力波的四次方成反比,与力波的振幅成正比。因此,振幅较大的低阶径向力波是电磁噪声的主要来源。另外需要注意的是,芯体和底座都有一定的固有振动频率。当径向力波频率接近甚至等于固有频率时,就会发生共振,铁心振动和辐射噪声会大大增加。

因为基波磁场的幅度大,如果没有基波磁场,电机就无法工作,因此无法避免其产生的倍频噪声。但由于其力波频率高(二极电机除外)、频率低、噪声辐射效率低,除了功率较大的二极电机外,倍频噪声一般较低。

电机主要噪声源分析

电机的主要噪声源是电磁噪声、机械噪声和通风噪声。

电磁噪声

电机气隙中磁场的相互作用产生随时间和空间变化的径向力,使定子铁芯和底座随时间周期性变形,即定子振动。电磁噪声主要是定子振动使周围空气脉动而产生的气载噪声。

机械噪音

转子不平衡引起的离心力引起的机械振动和噪声、轴承振动噪声、电刷与集电环或换向器的滑动接触噪声、轴承振动激发的端盖轴向振动噪声等。

通风噪音

或风机等通风元件和转子转动产生的空气涡流噪声,或风机转动或气体撞击障碍物产生的冷却空气周期性脉动产生的单频噪声,或风道内薄壁件共振或风道设计不合理产生的“笛声”。

电机电磁噪声识别

电机的电磁噪声随磁场强度、负载电流和转速而变化。利用这一特性,可以采用以下方法对其进行识别。

突然断电法。因为机械惯性比这个慢得多

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●改变电压法。由于异步电动机转速随电压变化不大,当改变电压时,机械噪声和通风噪声基本不变,但电磁噪声随电压变化很大。

●对拖法。用一台低噪声电动机拖动有噪声的被试电动机,这时如果噪声降低或消失,则说明被拖动的电动机噪声是电磁噪声。

电磁噪声计算

电磁噪声是电机的主要噪声源之一,在多极数电机或通风噪声较低的电机中,电磁噪声就显得比较突出,一般情况下它随电机功率增大而增加,而且是负载时噪声增大的根源。该噪声与电机的电磁设计参数密切相关,如设计不当,电磁噪声将会十分明显,有可能成为超过其他噪声的主要噪声源。因此,研究电机电磁噪声产生原因、电机设计参数与电磁噪声关系和电磁噪声计算方法,对于在设计阶段预计和控制电机噪声有重要意义。

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