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1、電機電器技術DIANJIDIANQIJISHU1999年?第2期?No.2降低電機噪聲的探討黃 健 摘 要：主要分析了產生電機噪聲的幾個方面的因素，并提出了降低噪聲的相應措施。關鍵詞：電機；噪聲1 引言 噪聲是由物體的振動產生的，再通過空氣或其它彈性介質才能傳播到人的耳朵。它由很多雜亂無章的單調聲音混合而成。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。 噪聲直接影響人們的身體健康，太強或長時間噪聲，會使人十分痛苦、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，國際標準化組織（ISO）規(guī)定了人們容許噪聲的標準，如表1。表 1每天最長工作時間（h）842-噪聲 dB(A)859396115(最大） 電機是產生噪聲的聲源之一，電機又在家庭、商業(yè)、辦公室以及工農醫(yī)等行業(yè)廣泛而大量地應用著，與人民的生活密切相關。隨著社會的進步，人們對污染環(huán)境的噪聲提出了越來越高的要求與限制，尤其對與人們密切接觸的家用電器更是如此。這方面，先進國家尤其重視。我國政府歷來重視人民的健康，對限制噪聲不遺余力。表2是我國產品標準規(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）洗衣機吸油煙機電磁灶吸塵器洗衣機鎮(zhèn)流器空調器（2500W、分體式）5275755084723545 因此，盡量降低電機的噪聲，生產低噪聲的電機，給人們創(chuàng)造一個舒適、安靜的環(huán)境是每個設計者與生產者的職責。2 電機噪聲的分類 根據(jù)電機噪聲產生的不同方式,大致可把其噪聲分為三大類: ?、匐姶旁肼?；②機械噪聲；③空氣動力噪聲。3 電磁噪聲 電磁噪聲主要是由氣隙磁場作用于定子鐵芯的徑向分量所產生的。它通過磁軛向外傳播，使定子鐵芯產生振動變形。其次
4、是氣隙磁場的切向分量，它與電磁轉矩相反，使鐵芯齒局部變形振動。當徑向電磁力波與定子的固有頻率接近時，就會引起共振，使振動與噪聲大大增強，甚至危及電機的安全?！ 「鶕?jù)麥克斯韋定律，氣隙磁場中單位面積的徑向電磁力按下式計算：式中：B——氣隙磁密 θ——機械角位移 μ0——真空磁導率 由于定、轉子繞組中存在著主波磁勢與各次諧波磁勢，它們相互作用可以產生一系列的力波。3.1 主波磁場產生的力波 主波磁場B1所產生的徑向力波為：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力
5、。不變部分不會產生振動與噪聲。P1=P0cos(2pθ-2ω1t-2θ0)，其中p主波的極對數(shù)，ω1—主波的角速度，θ0—初相角。P1是徑向力波的交變部分，這個力波的角頻率是2ω1，即2倍的電源頻率，它使定、轉子產生2倍電源頻率的振動與噪聲。它的強度與氣隙磁密的平方成正比。這在兩極的大容量電機中，容易產生較大的影響，而在一般情況下，由于它的頻率較低，其影響不顯著。3.2 諧波磁場產生的力波 諧波磁場產生的力波所引起的振動與噪聲，一方面與該力波的幅值大小有關，也與力波的次數(shù)有關。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子槽配合，以避免產生較低次的力波。若Z1和Z2分別代表定、轉子槽數(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 由一階齒諧波所產生的力波 由于定子或轉子上齒槽的影響，磁導將產生周期性變化，而引起氣隙磁密的大小周期性變化，而產生了齒諧波。這齒諧波所引起的振動與噪聲可采用斜槽的方法，將其削弱。一般情況下，轉子斜一個定子槽距時，其齒諧波所產生的徑向力要比直槽時小得多。3.4 單邊
7、磁拉力所產生的力波 由于定、轉子的偏心，或磁路的不對稱，將引起磁通分配的不對稱，而出現(xiàn)一邊受力大、一邊受力小的現(xiàn)象，也就產生了單邊磁拉力。它隨著轉速而周期性地變化?！ ‘斊渲袠O對數(shù)為p±1的附加磁場與主波磁場相互作用時，所產生的力波次數(shù)為±1，這樣低的力波很可能引起振動與噪聲。因此，我們在設計或加工時，定、轉子圓度一定要達要求，磁路一定要對稱、均勻。在電機裝配中，應校驗定、轉子的同軸度，使之在精度要求范圍內。3.5 降低電磁噪聲的方法 綜上所述產生電磁噪聲的成因，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?shù)臍庀洞琶?，不應太高，但過低又會影響材料的利用率； ?、沁x擇合適的槽配合，避免出現(xiàn)低次力波； ?、炔捎棉D子斜槽，斜一個定子槽距； ⑸定、轉子磁路對稱均勻，迭壓緊密； ⑹定、轉子加工與裝配，應注意它們的圓度與同軸度； ?、俗⒁獗荛_它們的共振頻率。4 機械噪聲 機械噪聲包括軸承噪聲、因轉子不平衡而產生的噪聲及
