电机设计及其

SchoolofElectricalEngineering128八月2026噪声：一种不同频率与不同强度无规律地组合在一起的声音。噪声的危害：影响生活与工作设备疲劳或损坏干扰其它信号的感觉和鉴别与污水、废气成为污染环境的三大公害第九章

噪声和振动SchoolofElectricalEngineering228八月2026

电机是一种噪声和振动源，其噪声列为衡量质量的重要指标，影响其市场竞争力。产生原因：物体的振动。

SchoolofElectricalEngineering328八月2026电机噪声及主要振动源：SchoolofElectricalEngineering428八月20269-1噪声的一般概念一、噪声的物理量度1、声压级物体产生机械振动时，振动在弹性介质（包括气体、液体和固体以及等离子体）中以波的方式进行传播，这个弹性波就是声波。声波是疏密波，它在空气中传播时，随着发声体的振动，周围空气时而变密，时而变稀，并且以波的形式向远处传播。空气变密时，压强增高，变稀时压强降低。因此，由于声波的存在使空气压力产生迅速起伏，起伏的部分称为声压。声压高，声音强。SchoolofElectricalEngineering528八月2026可用声压来衡量声音强弱，声压以P（有效值）表示，单位Pa。正常人耳刚能听到的声音的声压10PaPa使人耳产生疼痛的声音20Pa。

表示声音的强弱很不方便。

SchoolofElectricalEngineering628八月2026引进声压级：

为基准声压,Pa单位dB，分贝。SchoolofElectricalEngineering728八月20262、声强级和声功率级声波具有一定能量，可用能量大小表征声波的强弱。声功率：声源单位时间内辐射出的总声能称为声功率，单位W。声强：在垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能称为声强，用I表示。单位：w/m2SchoolofElectricalEngineering828八月2026P—声压—介质特性阻抗，200C时标准大气压下空气的特性阻抗。408Pa·S/m。—传播声波的介质密度。200C时空气密度为1.186kg/m3。

c—介质中的声速。200C标准大气压下空气中声速为344m/s。

这样上式可以写为SchoolofElectricalEngineering928八月2026

与声压一样，声强和声功率也用声强级和声功率级表示：声强级为基准声强，空气中声功率级为基准声功率级，取W。SchoolofElectricalEngineering1028八月20263、噪声的频率人耳能听到的频率范围20—2000HZ，该范围可以划分成若干个频段（频带）。噪声测量中长用倍频程和1/3频带。（1）倍频程上、下限两个频率单位之比2：1，即=2的频带。（2）1/3频带为得到比倍频程更详细的频谱，用1/3频带，即把一个倍频程按大小分成三段频带（3）频带的中心频率SchoolofElectricalEngineering1128八月2026（4）常用频带：20—2000HZ，十个频带，中心频率31.5，63，125，500，1000，2000，4000，8000，16000Hz。常用8个频带。（5）频谱分析以频率为横坐标，以声压级、声强级、声功率级为纵坐标来绘制噪声测量结果，所得图形可以清楚地反映出噪声的成分和性质，称频谱分析。SchoolofElectricalEngineering1228八月2026二、噪声测量1、常用的仪器：声级计、频谱分析仪、自动记录仪。（1）声级计声级计由传声器、放大器、衰减器、频率计权网路和有效值指示表头等组成。传声器声压信号转成电信号输入放大器模拟人耳特性的频率计权网络两级放大电表读出有效值SchoolofElectricalEngineering1328八月2026计权网络：A500HZ以下的低频成分有较大的衰减。B声音通过时，低频成分有一定的衰减。C让所有频率的声音以同样的程度通过，所以代表总声压级。

其中用A计权网络时，测量仪器对高频敏感，对低频不敏感，与人耳对声音的感觉类似，故电机噪声测量时，一般用A计权网络，所测得的值称为A声级。SchoolofElectricalEngineering1428八月2026（2）频谱分析仪，自动记录仪

频谱分析仪由放大器和滤波器组成。噪声通过滤波器时，得到带宽内噪声频谱：噪声频谱：倍频带通过滤波器1/3频带通过滤波器其与自动记录仪配合使用，可以自动地记录声级和频谱图。SchoolofElectricalEngineering1528八月20262、电机噪声测量GB2806—81根据电机轴中心线高度和电机轴向长度确定测量点的设置。小电机，点声源，按半球面。长电机椭球声源，按半椭球面法配置。用声级计测出各测点的A计权声压级，再求出A计权声功率级。A：半球面，半椭球面面积。：基准面积：A计权声功率级：A计权平均声压级SchoolofElectricalEngineering1628八月2026三、噪声和振动的标准1、环境噪声标准（1）生产车间：85dB,可改变，但不超过90dB。每天接受噪声不到8h的工作，可放宽，不超过115dB。（2）乡村住宅，医疗地区40—45dB城市住宅：45—50dB晚上各地区分别减小5dB，深夜减小10dB。市中心，工商业居民区60dBSchoolofElectricalEngineering1728八月20262、电机噪声限值电机噪声限值分为：N级（普通级），R级（一级），S级（优先级），E级（低噪声级）N级见表9—2-5dB-10dB-15dB3、电机振动限值电机振动限值分为：N级（普通级），R级（一级），S级（优先级）等三个等级.见表9—3。SchoolofElectricalEngineering1828八月20269-2直流电机的电磁振动

一、振动产生的原因齿？存在空？？？？气息磁场波动电磁力频率二、电磁力1、主极下气隙场的令，则SchoolofElectricalEngineering1928八月2026根据磁场理论：空气和铁交界面上受力方向垂直于交界面，大小为则磁极单位面积上径向作用力：省略含有的第三项，则作用在整个主磁极上的交变径向力为幅值为交变径向力还会在磁极上产生交变SchoolofElectricalEngineering2028八月2026三、减小振动的措施（1）增大气隙，励磁绕组或永磁体用量增加。（2）增大每级指数，增大，Fr，Mr都减小？？？？增加，电机成本增加。（3）电枢斜槽斜一个或多个整数极槽距（4）电机主要结构件的固有频率与主要电磁？？振动的频率失谐。（5）采用减振材料，增大？？？件抗振能力，如用环氧树脂把定子铁心的都可以提高电机的抗振能力。SchoolofElectricalEngineering2128八月2026

9-3电机的机械振动和噪声a转子不平衡产生的振动和噪声b轴承振动产生的噪声c受轴承激振而产生的端盖轴向振动和噪声d电刷和换向器（或集电环）之间的摩擦振动和噪声SchoolofElectricalEngineering2228八月2026一、转子不平衡产生的振动和噪声

1、不平衡的种类（1）静不平衡转子放到一对水平导轨上，不平衡？？在导轨上运动，直到不平衡？？处于最低位置为止，称静不平衡。其产生的离心力？？？？作用于转动部分，引起电机振动。即使不转时也显示不平衡性质。振动：两支座上振动大小相等，相位相同。SchoolofElectricalEngineering2328八月2026（2）动不平衡盘式？？件近似符合上述情况，但转子较长，？？？？转子重量在全体上分布不均匀。如图，整体上看，重心在转子转动的轴线上，且静平衡的。但转动后，M和，产生大小相等、方向相反的离心力，周期性地作用在电机轴承上，引起电机的振动。这种振动时才表现出的不平衡称为动不平衡。振动：大小相等，相位相反。SchoolofElectricalEngineering2428八月2026（3）混合不平衡一般都工件都存在上述两种情形。称混合不平衡。振动：大小不等，相位不同。2、原因(1)转子机械不平衡：通过？？？平衡消除。(2)转子有效部分不均匀发热和不均匀冷却，产生轴向热弯曲。尽可能用刚度较大轴。(3)电机与其它机器连接时，转子与连接的机器转动部分不对中。SchoolofElectricalEngineering2528八月2026二、轴承的振动和噪声滚动轴承是电机运行中较强的振动和噪声源之一。三、端盖的轴向振动和噪声（1）轴承振动激发（2）电磁振动力波通过轴承传到端盖端盖和轴承外圈间留有适当气隙，通过轴承传向端盖的力会有一定衰减。间隙过小，振动大。SchoolofElectricalEngineering2628八月2026四、电刷装置的振动和噪声1、电刷的振动和噪声（