电机噪音解决方法

1、电机电磁噪声产生原因分析电磁噪声是由在时间上和空间上作变化，并由电机务部分之间作用的磁拉力引起的。 对于异步电机电磁噪声的形成的原因可以归为：（1）气隙空间的磁场是一个旋转力波，它的径向力波使泄子和转子发生径向变形和 周期性震动，产生了电磁噪声。（2）气隙磁场中除了电源基波分疑外，还有髙次谐波分量，高次谐波的径向力波也 都分别作用于立转子铁心上，使它们产生径向变形和周期震动，在一般情况下，对高次谐 波来说，电动机转子刚度相对较强，左子铁心的径向变形是主要的，可能产生较大的噪 声。（3）泄子铁心不同阶次谐波的变形，有不同的固有频率，当径向力波的频率与铁心 的某个固有频率接近或相等时，就会引起“共

2、振”。在这种情况下，即使径向力的波幅不 大，也会导致铁心变形、周期性箴动和产生校大噪声。（4）定子变形后引起周围空气振动，从而产生噪声。这时，泄子相当于一个声辐射 器。（5）当铁心饱和时，将会使磁场正弦分布的顶部变得平坦，在磁场分布中加大了三 次谐波分量，将使电磁噪声增加。（6）立转子槽都是开口的，气隙磁导在旋转时也是在变化和波动的。气隙磁场中岀 现了很多由于槽开口引入的谐波。降低电磁噪声的方法：（1）合理选择气隙磁密。（2）选择合适绕组形式和并联支路数（3）增加左子槽数以减少谐波分布系数（4）合适的槽配合（5）利用磁性槽楔（6）转子斜槽电机噪声的分类根据电机噪声产生的不同方式，大致可把其噪声

3、分为三大类：电磁 噪声：机械噪声：空气动力噪声。 电磁噪声电磁噪声主要是由气隙磁场作用于泄子铁芯的径向分量所产生的。它 通过磁馳向外传播，使泄子铁芯产生振动变形。英次是气隙磁场的切向分量，它 与电磁转矩相反，使铁芯齿局部变形振动。当径向电磁力波与立子的固有频率接 近时，就会引起共振，使振动与噪声大大增强，甚至危及电机的安全。 根据麦克斯韦泄律，气隙磁场中单位而积的径向电磁力按下式计算：1式中：B 气隙磁密（）一一机械角位移U0真空磁导率由于定、转子绕组中存在 着主波磁势与各次谐波磁势，它们相互作用可以产生一系列的力波。 主波磁场产生的力波主波磁场B1所产生的径向力波为：Prl=PO+Pl,式中

4、， 是径向力的不变部分，它均匀作用于圆周上，使左子铁芯受到压缩应力。不变部 分不会产生振动与噪声。Pl=P0cos（2p 0 -2<*>lt-2 0 0）,其中p主波的极对数，3 1 一主波的角速度，0 0初相角。P1是径向力波的交变部分，这个力波的角频 率是即2倍的电源频率，它使泄、转子产生2倍电源频率的振动与噪 声。它的强度与气隙磁密的平方成正比。这在两极的大容戢电机中，容易产生较 大的影响，而在一般情况下，由于它的频率较低，其影响不显著。 谐波磁场产生的力波谐波磁场产生的力波所引起的振动与噪声，一方而与该 力波的幅值大小有关，也与力波的次数有关。在大多数情况下，次数小于10的

5、 影响较大，髙次数的力波一般不考虑。所以一泄要选择合适的定转子槽配合，以 避免产生较低次的力波。若"和Z2分别代表定、转子槽数，则要求：Z1-Z2 H(0 或 2p)zZl-Z2(±l 或 2p±l)t Zl-Z2(±2 或 2p±2)，ZlZ2H(±3 或 2p ±3)o 由一阶齿谐波所产生的力波由于泄子或转子上齿槽的影响，磁导将产生周期 性变化，而引起气隙磁密的大小周期性变化，而产生了齿谐波。这齿谐波所引 起的振动与噪声可采用斜槽的方法，将英削弱。一般情况下，转子斜一个龙子槽 距时，其齿谐波所产生的径向力要比直槽时小得多

6、。 单边磁拉力所产生的力波由于立、转子的偏心，或磁路的不对称，将引起磁 通分配的不对称，而出现一边受力大、一边受力小的现象，也就产生了单边磁 拉力。它随着转速而周期性地变化。当其中极对数为P±1的附加磁场与主波磁 场相互作用时，所产生的力波次数为±2,这样低的力波很可能引起振动与噪声。 因此，我们在设计或加工时，左、转子圆度一泄要达要求，磁路一定要对称、均 匀。在电机装配中，应校验泄、转子的同轴度，使之在精度要求范围内。 降低电磁噪声的方法综上所述产生电磁噪声的成因，我们可采用下列方法降低 电磁噪声。尽量采用正弦绕组，减少谐波成份；选择适当的气隙磁密，不 应太髙，但过低又会

7、影响材料的利用率：选择合适的槽配合，避免岀现低次力 波；采用转子斜槽，斜一个定子槽距：左、转子磁路对称均匀，迭压紧密； 左、转子加工与装配，应注意它们的圆度与同轴度；注意避开它们的共振频 率。 机械噪声机械噪声包括轴承噪声、因转子不平衡而产生的噪声及装配偏心而引起 的噪声。列外，直流电机和串励交流电机中的碳刷也会产生振动而引起噪声。在 很多情况下，机械噪声往往成为电机噪声的主角。 轴承噪声的产生与控制由于轴承随电机转子一起旋转，因滚珠、内圈、外圈表 而的不光滑，它们之间有间隙，滚珠的不圆或内部混合杂物，而引起它们间互相 碰撞产生振动与噪声。其产生的噪声值与滚珠、内外圈沟槽的尺寸精度、表而 粗糙

8、度及形位公差等有很大关系。有人认为，只要采用精密轴承就可以降低轴承 噪声，殊不知使用后，反而使噪声增加。原因是轴与轴承内圈的配合过紧，使精 密轴承的内圈变形大于普通轴承的变形量，因而跳动、振动加大，噪声上升。所 以轴承与轴承室、轴的配合也是非常重要的。降低轴承噪声应采取下列方法： 一般应采用密封轴承，防止杂物进入：轴承生产厂在轴承装配前，对滚珠、内 圈、外圈的机加工一左要达到设计要求，在装配时，应有严格的退磁淸选工序， 洗去油污与铁屑。事实证明，淸洗后的轴承比淸洗前的轴承噪声一般降低3dB. 润滑脂一左要淸洁干净，绝不能含有任何铁屑、灰尘和杂质；轴承外圈与轴承 室的配合、内圈与轴的配合，一般不

9、宜太紧。轴承外圈与轴承室的配合，其径向 间隙宜在3-9 Um的范围内； 为消除转子的轴向间隙，必须对轴承施加适当的压力。一般选用波形弹簧垫圈 或三点式弹性垫圈，且以放在轴伸端为宜：对于噪声要求特别的电机，宜选用低噪声轴承。当负载不太大时，可采用含油 滑动轴承，它比同尺寸的滚动轴承的噪声有时可低10dB左右；转子机械不平衡产生的噪声与控制如果一个电机转子(包括上而的绕组)的质量 分布是均匀的，制造与安装时的圆度和同心度是合格的，则运转平稳，它对轴承 或支架的压力只有静压力，即转子本身的重量。如果转子的质量分布是不均匀的, 则转子是不平衡的转子，它转动时就会产生附加的离心力，轴承或支架就会受到 周

10、期性附加离心力的作用，通过轴承或支架传到外壳，引起振动，产生噪声。当 不平稳量过大或转速过高，将使电机无法正常工作，甚至损坏或飞逸，后果十 分严重。电机中冷却风扇的不平衡同样也会产生较大的噪声。转子的平衡有二 种:静平衡与动平衡。静平衡的转子不一定动平衡,但动平衡的转子一定会静 平衡。所以转子仅校静平衡是不够的，对于速度较髙的转子必须校动平衡。目 前常用两种方法使之平衡：去重法与加重法。去重法效率较高，但对铁芯会造成 一定损伤，特别是在不平衡疑较大时，就不宜采用此法。加重法的加工效率不高， 但比较灵活，且不损伤转子铁芯。不平衡的风扇同样需要校动平衡。图1是 徳国工程师学会（VDI）标准规左的电

11、机允许的残留不平衡量或总偏心值。图1允 许的残留不平衡量或总偏心值a对于小电枢：b对于固泄的涡轮发电机或有特 殊要求的中型或大型电枢：c对于特殊要求的小电枢：d对于精密磨床的电枢。空气动力噪声的产生与控制电机的空气动力噪声是由旋转的转子及随轴一起旋 转的冷却风扇造成空气的流动与变化所产生的。流动愈快、变化愈剧烈，则噪声 越大。空气动力噪声与转速、风扇与转子的形状、粗糙度、不平衡量及气流的风 道截而的变化和风道形状有关。风扇噪声在电机的噪声中往往占主要地位。降 低空气动力噪声的主要措施如下：对散热良好或温升不高的电机尽量取消风扇, 消除噪声源：对外风扇，在设计时尽量不留通风裕量，优先采用轴流式风扇： 外风扇与转轴的联接不用键联接，而采用滚花直纹工艺；外风扇应厚薄均匀、 无扭曲变形、间距均匀，且应校动平衡：风道中尽量减少障碍物，有专用风 道的宜采用流线形风道，风道的截而变化不要突然：转子的表面应