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          電機噪聲分析與降噪措施

          電機噪聲分析與降噪措施

          控制噪聲是環境保護的一個重要內容,而電機噪聲又是衡量電機產品質量的重要技術指標。因此,控制電機的噪聲已成為國內外電機制造企業生存與發展的重要問題。文章就引起噪聲的主要原因以及采取的降噪措施加以分析論述。

          電機運轉時通常有多種噪聲源同時并存,不同的噪聲是由電機各種零部件產生的,而電機形成噪聲的不同部位,一般互不相關,因此可以分別研究,分別采取專門的降噪措施。

          1.電磁噪聲

          電磁噪聲主要是由在時間和空間上作變化,并由電機各部分之間作用的磁拉力引起的。氣隙空間的磁場是一個旋轉力波,它的徑向力波使定子和轉子發生徑向變形和周期性振動,是形成噪聲的聲源。其聲波大部分是由定子和其它部件振動輻射到周圍空間,成為“氣載噪聲”,而電磁噪聲大部分屬于“氣載噪聲”。

          還有很多屬于設計和故障原因,也會造成電磁噪聲的增加,比如:磁拉力不平衡,鐵心飽和的影響,開口槽的影響,磁通振蕩產生噪聲,氣隙動態偏心,晶閘管電源中的脈動分量,電網中的諧波分量,異步電動機斷條,直流電動機電樞和主極匝間短路,交流電動機鐵心壓裝不緊,裝配氣隙不均等等。所以,適當降低電機的氣隙磁通密度、增大氣隙,設計時如采用電樞斜槽,直流電動機的不均勻氣隙和交流電動機的磁性槽楔,都是降低齒諧波和電磁噪聲的有效措施。增加機座剛度,可以減少由于定、轉子氣隙場中基波旋轉力產生的振動和噪聲。提高氣隙裝配時的均勻度和鐵心的疊裝質量,都有利于降低電磁噪聲。

          2.空氣動力噪聲

          電機的空氣動力噪聲有渦流噪聲和笛鳴噪聲兩種。

          渦流噪聲主要是由轉子和風扇引起的冷卻空氣湍流,在旋轉表面交替出現渦流引起的;笛鳴噪聲是通過壓縮空氣,或空氣在固定障礙物上擦過而產生的。電機內的笛鳴噪聲則主要是徑向通風溝引起的。笛鳴噪聲是隨轉動部件和固定部件之間間隙的減小而增強,所以采用密封的隔音罩,將噪聲“密封”在隔音罩內,增大轉動部件和固定部件之間的間隙,改進導風罩形狀,采用不均勻分布和長度不等距的風葉是降低笛鳴噪聲的有效辦法。另外,降低轉子表面圓周速度,減小電機的表面積和轉子表面粗糙度三個參數,也可以降低空氣動力噪聲。

          3.換向噪聲

          換向噪聲,也稱為電刷噪聲。

          在有滑環和換向器的電機中,換向噪聲是不可避免的,有時會成為一個主要的噪聲源。引起換向噪聲的原因:

          • 摩擦噪聲:電刷與滑環和換向器的滑動連接處,必然產生摩擦噪聲。摩擦噪聲的大小與滑環和換向器表面狀態、電刷的摩擦系數、空氣的絕對濕度和電刷壓力有關。所以,降低摩擦噪聲的方法有:提高滑環、換向器的工作表面光潔度和圓度,保證空氣的絕對濕度不低于5g/m3,清潔電刷表面,電刷材料硬度不能過大,適當的縮小換向器直徑等。

          • 撞擊噪聲:這是由于換向片之間都有一個云母溝,由于換向器變形,云母溝下刻和倒棱工藝不好,使電刷在電動機旋轉時往往會撞擊換向片,使換向片和降低這種噪聲。

          4.機械噪聲

          旋轉電機噪聲主要是機械噪聲,大型、高速電機易產生這種噪聲。

          轉子動平衡不好是產生機械振動和機械噪聲最常見的原因之一,提高轉子動平衡精度則可以有效降低這種噪聲。安裝、調整不良,定、轉子部件固有頻率和轉速頻率一致時,也會產生機械噪聲。當電機裝有端罩式風罩時,罩子往往被電動機的振動所搖撼,并發生振動,也會產生噪聲。這種情況下,電機定子的振動往往是端罩或風罩的激勵源,要減小這種振動噪聲,措施是增大端蓋和罩子的動態剛度。在端罩和定子的結合處加設吸振材料,比如毛氈等,都可減小定子的振動幅值。

          5.負載噪聲

          這種噪聲產生的主要原因是制造工差、裝配間隙,及運行、運輸、安裝過程中造成工作表面損傷和電腐蝕產生損傷,都會使軸承運行不平衡和發生不規則的撞擊。比如,軸表面粗糙度達不到要求,軸承孔圓度超差(定子或端蓋),軸承孔材料差,電樞芯軸伸端輕微劃傷等。

          降噪對策有:軸承加工過程和入廠檢驗時,一定要加強對軸承內壁光滑度、圓度、表面粗糙度的測試檢查,確認軸承內壁油孔或材質是否符合要求,軸承孔圓度是否超差,仔細檢查軸頭部,確認端蓋側軸頭是否合格;串軸疊鉚時,軸伸端是否有劃傷。

          總之,為了有效的控制和降低電機噪聲污染,除了生產過程中把好質量關外,還必須熟練掌握對電機噪聲的監測、診斷和識別技術,以便采取有效的措施降噪。

          文章來源:CAE之家

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