降低電機(jī)噪聲的探討

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1、電機(jī)電器技術(shù)DIANJIDIANQIJISHU1999年?第2期?No.2降低電機(jī)噪聲的探討黃　健　摘　要：主要分析了產(chǎn)生電機(jī)噪聲的幾個(gè)方面的因素，并提出了降低噪聲的相應(yīng)措施。關(guān)鍵詞：電機(jī)；噪聲1　引言　　噪聲是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的，再通過空氣或其它彈性介質(zhì)才能傳播到人的耳朵。它由很多雜亂無章的單調(diào)聲音混合而成。其中20Hz～20000Hz是人們耳朵可以聽到的頻率。低于20Hz的波叫次聲波，高于20000Hz的波叫超聲波?！　≡肼曋苯佑绊懭藗兊纳眢w健康，太強(qiáng)或長時(shí)間噪聲，會(huì)使人十分痛苦、難受，甚至使人耳聾或死亡。噪聲是

2、現(xiàn)代社會(huì)污染環(huán)境的三大公害之一。為了保障人民的身體健康，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）規(guī)定了人們?nèi)菰S噪聲的標(biāo)準(zhǔn)，如表1。表　1每天最長工作時(shí)間（h）842-噪聲　dB(A)859396115(最大）　　電機(jī)是產(chǎn)生噪聲的聲源之一，電機(jī)又在家庭、商業(yè)、辦公室以及工農(nóng)醫(yī)等行業(yè)廣泛而大量地應(yīng)用著，與人民的生活密切相關(guān)。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)污染環(huán)境的噪聲提出了越來越高的要求與限制，尤其對(duì)與人們密切接觸的家用電器更是如此。這方面，先進(jìn)國家尤其重視。我國政府歷來重視人民的健康，對(duì)限制噪聲不遺余力。表2是我國產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的部分家用電器的

3、噪聲限值。表2　我國部分家用電器的噪聲限值　dB(A）電冰箱（250升以下）洗衣機(jī)吸油煙機(jī)電磁灶吸塵器洗衣機(jī)鎮(zhèn)流器空調(diào)器（2500W、分體式）5275755084723545　　因此，盡量降低電機(jī)的噪聲，生產(chǎn)低噪聲的電機(jī)，給人們創(chuàng)造一個(gè)舒適、安靜的環(huán)境是每個(gè)設(shè)計(jì)者與生產(chǎn)者的職責(zé)。2　電機(jī)噪聲的分類　　根據(jù)電機(jī)噪聲產(chǎn)生的不同方式,大致可把其噪聲分為三大類:　?、匐姶旁肼?；②機(jī)械噪聲；③空氣動(dòng)力噪聲。3　電磁噪聲　　電磁噪聲主要是由氣隙磁場(chǎng)作用于定子鐵芯的徑向分量所產(chǎn)生的。它通過磁軛向外傳播，使定子鐵芯產(chǎn)生振動(dòng)變形。其次

4、是氣隙磁場(chǎng)的切向分量，它與電磁轉(zhuǎn)矩相反，使鐵芯齒局部變形振動(dòng)。當(dāng)徑向電磁力波與定子的固有頻率接近時(shí)，就會(huì)引起共振，使振動(dòng)與噪聲大大增強(qiáng)，甚至危及電機(jī)的安全?！　「鶕?jù)麥克斯韋定律，氣隙磁場(chǎng)中單位面積的徑向電磁力按下式計(jì)算：式中：B——?dú)庀洞琶堋　　ˇ取獧C(jī)械角位移　　　μ0——真空磁導(dǎo)率　　由于定、轉(zhuǎn)子繞組中存在著主波磁勢(shì)與各次諧波磁勢(shì)，它們相互作用可以產(chǎn)生一系列的力波。3.1　主波磁場(chǎng)產(chǎn)生的力波　　主波磁場(chǎng)B1所產(chǎn)生的徑向力波為：Pr1=P0+P1，式中，是徑向力的不變部分，它均勻作用于圓周上，使定子鐵芯受到壓縮應(yīng)力

5、。不變部分不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)與噪聲。P1=P0cos(2pθ-2ω1t-2θ0)，其中p主波的極對(duì)數(shù)，ω1—主波的角速度，θ0—初相角。P1是徑向力波的交變部分，這個(gè)力波的角頻率是2ω1，即2倍的電源頻率，它使定、轉(zhuǎn)子產(chǎn)生2倍電源頻率的振動(dòng)與噪聲。它的強(qiáng)度與氣隙磁密的平方成正比。這在兩極的大容量電機(jī)中，容易產(chǎn)生較大的影響，而在一般情況下，由于它的頻率較低，其影響不顯著。3.2　諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的力波　　諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生的力波所引起的振動(dòng)與噪聲，一方面與該力波的幅值大小有關(guān)，也與力波的次數(shù)有關(guān)。在大多數(shù)情況下，次數(shù)小于10的影響較大

6、，高次數(shù)的力波一般不考慮。所以一定要選擇合適的定轉(zhuǎn)子槽配合，以避免產(chǎn)生較低次的力波。若Z1和Z2分別代表定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)，則要求：Z1-Z2≠(0或2p),Z1-Z2≠(±1或2p±1)，Z1-Z2≠(±2或2p±2),Z1-Z2≠(±3或2p±3)。3.3　由一階齒諧波所產(chǎn)生的力波　　由于定子或轉(zhuǎn)子上齒槽的影響，磁導(dǎo)將產(chǎn)生周期性變化，而引起氣隙磁密的大小周期性變化，而產(chǎn)生了齒諧波。這齒諧波所引起的振動(dòng)與噪聲可采用斜槽的方法，將其削弱。一般情況下，轉(zhuǎn)子斜一個(gè)定子槽距時(shí)，其齒諧波所產(chǎn)生的徑向力要比直槽時(shí)小得多。3.4　單邊

7、磁拉力所產(chǎn)生的力波　　由于定、轉(zhuǎn)子的偏心，或磁路的不對(duì)稱，將引起磁通分配的不對(duì)稱，而出現(xiàn)一邊受力大、一邊受力小的現(xiàn)象，也就產(chǎn)生了單邊磁拉力。它隨著轉(zhuǎn)速而周期性地變化?！　‘?dāng)其中極對(duì)數(shù)為p±1的附加磁場(chǎng)與主波磁場(chǎng)相互作用時(shí)，所產(chǎn)生的力波次數(shù)為±1，這樣低的力波很可能引起振動(dòng)與噪聲。因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)或加工時(shí)，定、轉(zhuǎn)子圓度一定要達(dá)要求，磁路一定要對(duì)稱、均勻。在電機(jī)裝配中，應(yīng)校驗(yàn)定、轉(zhuǎn)子的同軸度，使之在精度要求范圍內(nèi)。3.5　降低電磁噪聲的方法　　綜上所述產(chǎn)生電磁噪聲的成因，我們可采用下列方法降低電磁噪聲?！　、疟M量采用正弦

8、繞組，減少諧波成份；　?、七x擇適當(dāng)?shù)臍庀洞琶埽粦?yīng)太高，但過低又會(huì)影響材料的利用率；　?、沁x擇合適的槽配合，避免出現(xiàn)低次力波；　?、炔捎棉D(zhuǎn)子斜槽，斜一個(gè)定子槽距；　?、啥ā⑥D(zhuǎn)子磁路對(duì)稱均勻，迭壓緊密；　?、识?、轉(zhuǎn)子加工與裝配，應(yīng)注意它們的圓度與同軸度；　?、俗⒁獗荛_它們的共振頻率。4　機(jī)械噪聲　　機(jī)械噪聲包括軸承噪聲、因轉(zhuǎn)子不平衡而產(chǎn)生的噪聲及