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电机噪声:如何确定磁噪声的原因并实施解决方案?
发布时间:2022-03-28 浏览数:2 文章出自:东莞市雷奥哈德传动设备有限公司
所有噪声源于通过空气、液体或固体材料传播压力波的机械力,人类听力范围内的噪声频率通常在20 Hz至20 kHz之间。电机中的磁噪声也称“电磁”或“电”噪声,由磁化部件在其交变磁场中的吸引力和排斥力产生的机械力(如压力)引起的。
交变磁场以两倍的线频(如嗡嗡声)激发振动和噪声,仅在电机通电时,如果断电后噪音立即停止,则其来源是磁噪声。
磁噪声通常是二极和四极电机的第二大噪声源(风阻是第一大噪声源),也可能是六极或更多极电机的主要噪声源。这主要是因为低速磁芯的定子残留硅钢片的深度比极数较少的高速磁芯的定子深度小(见图1),2极和6极定子铁芯中的残留硅钢片,这使得它们更容易变形,并因较小的力产生更大的振幅振动。由于气隙较小以及轴承和壳体配合超差的偏心效应,具有六个或更多极的低速电机容易产生更高的噪声级。
图一
如果磁噪声是其主要来源,则当施加负载时,电机的整体噪声会增加,通常,对于二极和四极电机,空载和满载时的总噪声级差异很小,但对于六极或更多极的电机,差异可能很大。电机设计师通过使气隙尽可能大(同时保持可接受的功率因数)来管理磁噪声,它们可以减少由气隙变化引起的磁力,并通过使用更长的磁芯来降低气隙磁通密度,从而通常提高功率因数。
另一个考虑因素是闭合槽不会导致磁噪声增加,这解释了为什么设计师更喜欢闭合槽转子,他们也喜欢为随机绕线定子提供最小开口的半封闭槽,尽管更宽的槽开口会使绕组更容易插入。
磁噪声的一种相关形式是滑动噪声,这种相对较低音量、较低频率的高频成分跳动可能会令人反感,因为它是间歇性的。作为滑动的一个函数,在负载下更为明显,频率随滑动而直接变化。原因可能包括转子棒或端环打开,但打滑噪声通常与转子的均匀性缺陷有关,补救措施是更换新转子。
转子槽的倾斜可以降低磁噪声,但对于最佳倾斜槽的数量,甚至是计算其对产生的噪声的影响的准确方法,还没有一致意见。一个常见的建议是倾斜转子,至少有一个转子或定子槽(以槽数较少的为准),任何较小的偏差都不会显著降低磁噪声,较大的偏差通常会降低电机性能。
不均匀的气隙会导致不平衡的磁拉力,在最小气隙的方向上会产生更强的磁力,这会使定子、转子和机架变形,同时产生电磁噪声,在降低的电压下运行电机是一个简单的诊断工具。例如,如果电机在全电压下发出噪音,但在额定电压的一半时声音良好,则应关注气隙和诸如外壳加工不当或转子偏芯等问题。气隙不均匀的原因有:偏芯转子偏芯定子弯曲的轴轴颈加工与转子体不同心轴承箱(或套筒轴承)不同心端部支架与定子的配合不同心变形的外壳。与两极电机相比,制造差异对低速电机磁噪声的影响更大,这是因为四极或多极电机的气隙比二极电机小得多,这使得它们的误差幅度小得多。
结论:
确定电机中的噪声源通常比纠正它更具挑战性,一种有条不紊的调查方法可以缩小可能性,让解决问题变得更容易。如果噪声是由电机设计中的某些因素(例如制造缺陷或异常)引起的,则解决方案是找到电机中的主要磁噪声产生的原因以及选择合适的减少或消除它们的方法。
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