降低電機(jī)噪聲的探討

1、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。噪聲直接影響人們的身體健康，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。噪聲是現(xiàn)代社會(huì)

2、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

3、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:①電磁噪聲；②機(jī)械噪聲；③空氣動(dòng)力噪

4、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(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。其次是氣隙磁場的切向分量，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。根據(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(jì)算：式中：B——?dú)庀洞琶堞取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

5、們相互作用可以產(chǎn)生一系列的力波。3.1主波磁場產(chǎn)生的力波主波磁場B1所產(chǎn)生的徑向力波為：Pr1=P0P1，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。不變部分不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)與噪聲。P1=P0cos(2pθ2ω1t2θ0)，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

6、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諧波磁場產(chǎn)生的力波諧波磁場產(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，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：Z1Z2≠(0或2p)Z1Z2≠(1或2p1)，Z1Z2≠(2或2p

7、2)Z1Z2≠(3或2p3)。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)

8、速而周期性地變化。當(dāng)其中極對(duì)數(shù)為p1的附加磁場與主波磁場相互作用時(shí)，所產(chǎn)生的力波次數(shù)為1，這樣低刷架；⑶換向器表面，α是傾斜角，l1外部電刷長度；b─噪聲與α的關(guān)系；c─噪聲與l1的關(guān)系。5空氣動(dòng)力噪聲的產(chǎn)生與控制電機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲是由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子及隨軸一起旋轉(zhuǎn)的冷卻風(fēng)扇造成空氣的流動(dòng)與變化所產(chǎn)生的。流動(dòng)愈快、變化愈劇烈，則噪聲越大。空氣動(dòng)力噪聲與轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇與轉(zhuǎn)子的形狀、粗糙度、不平衡量及氣流的風(fēng)道截面的變化和風(fēng)道形狀有關(guān)。風(fēng)扇噪聲在電機(jī)

9、的噪聲中往往占主要地位。降低空氣動(dòng)力噪聲的主要措施如下：⑴對(duì)散熱良好或溫升不高的電機(jī)盡量取消風(fēng)扇，消除噪聲源；⑵對(duì)外風(fēng)扇，在設(shè)計(jì)時(shí)盡量不留通風(fēng)裕量，優(yōu)先采用軸流式風(fēng)扇；⑶外風(fēng)扇與轉(zhuǎn)軸的聯(lián)接不用鍵聯(lián)接，而采用滾花直紋工藝；⑷外風(fēng)扇應(yīng)厚薄均勻、無扭曲變形、間距均勻，且應(yīng)校動(dòng)平衡；⑸風(fēng)道中盡量減少障礙物，有專用風(fēng)道的宜采用流線形風(fēng)道，風(fēng)道的截面變化不要突然；⑹轉(zhuǎn)子的表面應(yīng)盡量光滑。6降低噪聲的其它措施由于噪聲雖是由物體的振動(dòng)產(chǎn)生的，但它還必須