大力茹
范文一：电机噪声分析
微型电机振动噪音问题及其解决方案
这是前几年的一个工作总结，整理了一下作为一个资料存放在这里。
【序】
微型马达的振动噪音问题是一个历史悠久的问题。作为一种旋转机械，马达的振动噪声问题是一直存在的并且还将一直存在下去。目前在国际上比较大的几家微型马达制造公司，无一例外都对马达的振动噪声问题非常重视，并且投入了较大的人力和物力，这些公司都有很先进的声振测试设备与分析软件，从根本上讲这都是由于残酷的市场竞争引起的，目前振动噪声指标已经成为客户选择马达的一个重要指标，对于较大的马达制造公司因为噪声的问题丢掉数百万美元的订单已经不是一件奇怪的事情了。
微型马达振动噪声的研究也同样有悠久的历史，中外文的研究论文数目繁多，同时也已经出版多部学术著作。但这些研究结论有两方面的局限性:一是这些研究一本没有系统性，大部分仅就某一部件造成的振动噪声问题进行分析研究;另一方面，这些研究成果中的大部分离实际应用尚有一定距离，理论上很完美的结论往往在生产实际中很难应用。
Erwin 2009-02-27 18:44 【制造现场噪音问题解决现状】
首先明确一点，目前在马达制造过程中，在设计阶段一般不会考虑噪声振动的问题(在很大成度上工程师的素质所决定，实际上在设计阶段采取措施才是最有效的)，等样板制作出来发现有噪声振动问题才会考虑如何对付这个问题。
目前在制造现场对于噪声问题有两种解决思路:
1。 现场工程师根据经验判断振动噪声的可能来源，更换不同的部件作大量的对比试验最后确定问题的根源从而解决问题。这种思路具有一定的盲目性，费时、费力、成本高，对工程师的经验依赖性较大，并且往往到最后发现问题无法解决，但这种思路在马达制造企业广泛存在与运用。如果问题最终没有解决，那么转到思路2。
2。 马达出现振动噪声问题，那么现场工程师会求助于公司的NVH工程师。NVH工程师针对有问题的马达进行必要的振动、噪声测试与分析(大多数情况下频谱分析还是很有用的^_^)，根据测试分析的结果结合马达的结构特点分析振动噪声的可能来源，提供解决方案。现场工程师根据这个方案进行马达的改善。这个思路在NVH工程师的指导帮助下，可以较快的、省力的解决问题。
当然也有可能存在用上述两个思路均无法解决的振动噪声问题。此时往往是因为马达的结构设计上存在先天的严重缺陷，此时在无法更改设计结构的情况下只能放弃这一块市场，这在实际中并不鲜见。
Erwin 2009-02-27 18:44 【noise and vibration trouble shooting之推荐工具】
俗话说的好，没有金刚钻不揽瓷器活^_^
振动噪声问题的分析也必须具备一些基本的工具，否则单凭两只手两只耳朵对付振动与噪声可能会有一点点难度的，不知有没有人有这样的造诣，反正我的修行离这个还差好远好远。
个人认为，解决微型马达的振动噪声问题，必备一下工具方能无往而不胜(具备下列工具中的一半就不错了^_^)
1 振动噪声测试与分析系统:B&K Pulse系统，or LMS系统， and or PAK系统;
2 模态试验系统:LMS or B&K;
3 有限元结构分析软件:marc or nastran and or ansys; 4 声学仿真软件:sysnoise or actran;
其它几个小工具也不可不备(或许有些上面的系统已经包括，重复恕不说明)
1 sound quality分析系统(随着人们对sound quality要求的越来越高，这套系统已经成为必备工具)
2 order tracking分析工具(要记住马达是转的就会明白order tracking的重要性)
有了以上利器，再加上我们聪明的大脑，相信我们可以无往而不胜了～
Erwin 2009-02-27 18:46 案例分析:
马达参数:直流永磁马达，电枢槽数8，换向器槽数8，滑动轴承，电压13V，转速7000rpm左右。
顺时针转向的噪声频谱如下:
[attachment=106]
Erwin 2009-02-27 18:47 顺时针转向的振动频谱为:
[attachment=107]
Erwin 2009-02-27 18:48 逆时针转向的噪声频谱为
[attachment=108]
逆时针方向的振动频谱为
[attachment=109]
Erwin 2009-02-27 18:53 电枢槽数是8表示在基频的8倍处会有一个较大的激励，表现为振动和噪声在基频八倍处可能有一个较高的峰值，这个频率我们一般称为slot frequency。
我们目前有限元分析的手段不是太多，解决问题主要靠试验和理论分析结合的手段。考虑过做一些分析，但做马达整体的动态仿真还有一定困难，而只有整体的仿真才有较大意义。
低频的振动和噪声有比较有效的解决办法，可以控制转子的动平衡、采用斜槽、控制bar,to,bar值等手段。但高频的噪声首先要分析清楚原因才能采取措施，但分析高频噪声的root cause有时会有一点困难。
Erwin 2009-02-27 18:53 来一点理论一点的东西吧^_^
噪声源识别概述
解决噪声问题时，噪声源的识别之重要性勿容置疑。只要找到了噪声源才能采取采取相应措施来解决问题。对于微型马达的噪声与振动问题也是如此，解决问题的第一步就是噪声源的识别与定位。
传统的噪声源识别方法主要有一下几种:
1) 分部运转法
2) 主观评价法
3) 包覆法
4) 近场测量法
5) 表面速度测量法
6) 时间历程分析法
7) 相干分析法
8) 声强法
9) 表面强度法
0) 倒谱分析法
上述十种噪声源识别方法是通用识别方法，对某一具体的噪声源识别很难同时用上10种方法，既无必要也无可能。这一方面要看各个方法的可行性，另一方面要看有效性。对这个噪声源有效的识别方法未必会对其它噪声源识别有效。对于微型马达来说，上述的10种方法有多半不可行。
微型马达噪声源识别基本思路
对于微型马达的振动噪声问题，我们首先要“听其音、摸其振”，这是很有效的两招，如果经验足够丰富的话这两招也可解决一些问题，当然若没有经验，则这两招基本就是瞎子摸象。
第二步，进行马达噪声、振动的测量与分析，测量多点的振动和噪声信号，做频谱分析，再根据马达的结构特点，结合振动、噪声的频谱分析问题的可能来源。
第三步，做振动、噪声的相关性分析，进一步分析噪声的可能来源。
第四步，若上述方法还未奏效，则祭出看家法宝——倒谱分析法。
Erwin 2009-02-27 18:57 和大家分享一些关于微型电机振动噪声方面前人的研究结果。关于微型电机的振动噪声的主要来源，大家可以参考如下论述:
[attachment=110]
Erwin 2009-02-27 18:57 微型电机振动噪声的成分:
[attachment=111]
Erwin 2009-02-27 18:58 微型电机(PMDC)降噪对策汇总:
[attachment=112]
Erwin 2009-02-27 18:58 各种降噪工艺措施权重表:
[attachment=113]
Erwin 2009-02-27 18:59 总结一下，微型电机振动噪音问题及NVH解决的基本思路:
1 明确问题
首先要把问题明确化，搞清楚是振动的问题，还是噪音的问题，抑或是sound quality的问题，这是最重要的一步，也是解决问题的前提。
2 研究微型电机的结构与原理
针对有问题的微型电机，分析其结构与原理，分析其振动与噪声的可能特征，收集尽可能齐全的电机数据，对分析问题会有很大帮助。
3 振动与噪声的测试与分析
根据问题的种类，至少要包括但不限于以下测试与分析: a 电机各部件的振动及其频谱分析;
b 各个方向噪声及其频谱分析;
c 感兴趣频段内振动与噪声的相关性分析;
d 噪声的倒谱分析;
e 电机转速的测量;
f 阶次分析(包括振动与噪声);
g sound quality 分析(针对主观噪音问题);
h 电机电流及其频谱分析;
i 电机各零部件的固有频率测试;
j 电机工作模态测试(如果条件允许的话);
k 某些情况下的cae分析;
4 解决方案
根据上述的测试分析结果并结合电机的一些结构与原理数据，寻找问题的root cause并提出解决方案。
note:NVH问题的解决必要的测试工具与分析软件是必要的，但最重要的是我们的大脑～
范文二：电机电磁噪声的分析
电机电磁噪声的分析
定转子的槽配合的选择对电磁噪音的影响很大，选择合适的槽配合是降低电磁噪音最有效、最经济的方法，因此，在选择定转子槽配合时要慎重。要避免出现幅值较大，次数较低的力波，幅值较大的定转子齿谐波磁场由定转子槽数决定，由电机学，可知定转子一阶齿谐波作用产生的力波次数m为，
m=(±Z1+p)±(±Z2+p)
式中Z1、Z2- 定、转子槽数、p-极对数
定子相带谐波与转子一阶齿谐波作用产生的力波次数（对定子60 相带整数槽绕组）为：
m=(6Kp+p)±(±Z2+p)
±1、±2? 式中K=0、
定转子二阶齿谐波作用产生的力波次数为：
m=(±2Z1+p)±(±2Z2+p)
在设计时，应尽量避免定转子槽配合产生较低的m，另外齿谐波幅值随转子槽数增大而减小。因此，为了降低电机的电磁噪音，在选择定转子槽数时应采用远槽多槽配合，即 Z2与 Z1相差较大及Z2?Z1，
电动机二维（力波频率与力波阶次）电磁噪声理论
由异步电动机气隙磁密波的作用,在定子铁心齿上产生的磁力有径向和切向两个分量。
径向分量使定子铁心产生的振动变形是电磁噪声的主要来源；
切向分量是与电磁转矩相对应的作用力矩,它使齿对其根部弯曲,并产生局部振动变形,这是电磁噪声的一个次要来源；
电磁噪声一般在极数较多、功率较大的电机中比较明显,并且是引起负载时噪声增大的重要原因。
三相异步电动机运行时，气隙中存在基波与一系列谐波磁场，它们相互作用除产生引起转矩的切向力外，还会产生许多高次、频率且各不相同的旋转径向电磁力波，这些径向力波作用在定转子上，使它发生径向周期性变形，即产生频率等于径向力波频率的振动，该振动传到机座，引起机座的振动，从而又使机座周围的空气脉动而引起电磁噪声，电机本身都有固有的振动频率，当径向力波频率与电机的固有频率相同或相近时，就会引起共振，产生很大的电磁噪音。 笼型异步电动机电磁噪声的频带通常为700 ～4000Hz 。在这个频率范围内,人的耳朵有很高的灵敏度,因而引起强烈的噪声感觉,严重时表现为十分刺耳的啸叫声。
降低电动机电磁噪声的基本条件，除了使力波频率远离电动机固有频率这一传统条件以外，电动机二维电磁噪声理论又增加一个使力波阶数不等于模态振型阶数这个新条件。因此，二维电磁噪声理论给电动机槽配合的选择提供了两个可以达到降低噪声的选择条件。
Y系列电动机的主要模态振型阶数大多数是2阶的，所以异步电机避免产生高电磁噪声的经验是消除2阶力波，二维电磁噪声理论给予异步电动机设计中槽配合的选择增加了必须考虑降低电磁噪声的新内容：
1.计算电磁力波阶数和力波频率；
2.计算电动机结构的模态参数，特别是模态频率和模态振型阶数；
3.在模态参数已确定的情况下，按二维电磁噪声理论中低噪声条件选择Z1/Z2；
电磁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，一方面与该力波的幅值大小有关，也与力波阶次的次数有关。在大多数情况下，次数小于8的影响较大，高次数的力波一般不考虑，所以一定要选择合适的定转子槽配合，以避免产生较低次的力波。
若Z1和Z2分别代表定、转子槽数，则要求：
Z1-Z2≠(0或2p)；
Z1-Z2≠(±1或2p±1)；
Z1-Z2≠(±2或2p±2)；
Z1-Z2≠(±3或2p±3)；
槽配合影响电机的附加转矩、附加损耗、电磁振动和电磁噪声。从降低电磁噪声方面考虑，选择槽配合时应注意以下问题：
（1） 选择合适的转子槽数来降低电磁噪声；
转子的槽数直接决定转子力波的频率，也就是说如果转子槽数选择不当，使力波频率与定子固有频率重合，电机将有明显的电磁噪声现象，可用下式计算：
f=k
上式中：k=0,1,2......；
f1 = 定子工作频率； Z2?f1 p
（2）选择合适的定、转子槽数来提高电磁力波的阶次；
定转子槽数对电磁力波的阶次n有直接的影响，对于不同槽配合的电机将产生不同阶次的力波。根据下式计算电磁力波的阶次n.
n={
上式中：K1,K2=±1,±2,±3......
K2Z2±K1Z1K2Z2±K1Z±2p
根据麦克斯韦定律，气隙磁场中单位面积的径向电磁力按下式计算：
式中：B——气隙磁密
θ——机械角位移
μ0——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：Pr1=P0+P1， 式中，是径向力的不变部分，它均匀作用于圆周上，使定子铁芯受到压缩应力。不变部分不会产生振动与噪声。
P1=P0cos(2pθ-2ω1t-2θ0)，
其中p为主波的极对数，ω1—主波的角速度，θ0—初相角。P1是径向力波的交变部分，这个力波的角频率是2ω1，即2倍的电源频率，它使定、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，这在两极的大容量电机中，容易产生较大的影响，而在一般情况下，由于它的频率较低，其噪声影响并不显著。
为了控制机械噪声和振动，首先必须判明产生振动或噪声的部位，使用仪器测绘电机噪音频谱曲线时,常用倍频程或1/3倍频程,电机噪音频谱分析一般用1%窄带频谱这样便于找出电机的主要噪音声源（如仅做分析不计量可以用掌上电脑的噪音测试软件测试对应峰值）；
常见的电机噪声频率与发生部位：
1. 轴承 1)轴承滚珠：2000-5000Hz；
2)轴向振动：1000-1600Hz有明显峰值；
3)轴向串动声： 50-400 Hz有明显峰值(对应f=n/10, n/30,
n/60*Re/Rc 或 E*n/30)；
2. 端盖共振：1000-1500 Hz有峰值；
3. 机壳共振：500-1000 Hz有明显峰值；
4. 换向器噪音： m*n/60；
5. 转子动不平衡噪音：n/60 Hz；
6. 单边电磁拉力不平衡：峰值与电源频率对应；
7. 电机定子磁场径向磁拉力振动峰值与两倍电源频率对应；
8. 齿谐波噪音：ZQn/60+2f0 (Z为谐波次数,Q为转子齿数,f0为电源频)；
9. 转差声：Sf0或2Sf0，S为转差率(%)；
10. 空气动力共鸣声：在f=m*Z*n/60有明显峰值,m为风道数,Z为谐波次数；
电机的负载噪音的测试；
1． 外拖法(负载隔离法)；
2． 对拖叠加法(施加负载法)；
3． 振动测试法；
电磁噪声是由在时间上和空间上作变化，并由电机各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，它的径向力波使定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量外，还有高次谐波分量，高次谐波的径向力波也都分别作用于定转子铁心上，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，定子铁心的径向变形是主要的，可能产生较大的噪声。
3. 定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、周期性震动和产生较大噪声。
4. 定子变形后引起周围空气振动，从而产生噪声。这时，定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. 定转子槽都是开口的，气隙磁导在旋转时也是在变化和波动的。气隙磁场中出现了很多由于槽开口引入的谐波。
我们可采用下列方法降低电磁噪声。
1. 尽量采用正弦绕组，减少谐波成份；
2. 选择适当的气隙磁密，不应太高，但过低又会影响材料的利用率；
3. 选择合适的槽配合，避免出现低次力波；
4. 采用转子斜槽，斜一个定子槽距；
5. 定、转子磁路对称均匀，迭压紧密；
6. 定、转子加工与装配，应注意它们的圆度与同轴度；
7. 注意避开它们的共振频率；
在现阶段要想设计一台彻底避免电磁噪声的电机是不可能的，我们所能做的就是使所设计的电机的气隙磁场谐波分量要小，产生的径向力波阶次数要高，使电机电磁激振力波的频率远离定子固有频率及变频器开关频率。尽量控制变频电
机在较宽的调频范围内，始终保持理想噪声。
范文三：变频电机噪声分析与计算
变频电机噪声分析与计算
第46雾166期3期)fExPL0s10N—PR0oFELECTRICMACHINE)爆'龟机第46卷
(总第期)(EXPL0S10N—PR0OF)II万jfl艺
变频电机噪声分析与计算
赵文辉,冯嫦杰
无锡哈电电机有限公司,江苏无锡(214000)
摘要简述了电机噪声的产生原因,以两个不同型号的变频异步电机为例,给出电机
空气
动力噪声的计算方法.通过对电机噪声试验值与理论计算值的对比分析,总结出抑
制电机噪声,
特别是空气动力噪声的有效措施,为电机设计提供理论依据.
关键词异步电机;电磁噪声;空气动力噪声
中图分类号:TM301.43文献标识码:B文章编号:1008-7281(2011)06-0044-03 AnalysisandCalculationoilNoiseofVariable-FrequencyMotor ZhaoWenhuiandFengChangfie
AbstractThispaperbrieflydescribesthecausesofmotornoise.Takingtwotypesofvar—
iable一
~equencyinductionmotorsasexamples,thispapergivesthemethodtocalculateaerody—
namicnoiseofmotor.Bycomparativeanalysisbetweenthetestvalueandcalculationvalueof
noise,theeffectivemeasurestoinhibitnoiseofmotor,especiallyforaerodynamicnoiseare
summedup.Itcanprovideatheoreticalbasisfordesignofmotor. KeywordsInductionmotor;inhibitionofelectromagneticnoise;inhibitionofaerodynam—
icnnise
0引言
噪声是社会的一大公害,它污染环境,给人类
健康带来极大的危害.电机是一种噪声源,它的噪
声水平已被列为衡量电机质量的一项重要指标,成
为影响其在市场上竞争能力的一个重要因素. 随着用户环保意识的增强,用户对电机噪声 的要求也越来越高,如何有效的降低电机噪声,常 规电机可通过试验积累经验,非常规电机则需要 在设计阶段给与一定的计算指导.本文以两台不 同型号的异步变频电机为例,阐述了电机噪声的 产生原因,计算方法及降低措施.
1电机基本技术参数
1.1YPKK450-4600kW400V变频异步电机技 术参数
电机型号YPKK450-4,功率600kW,电压 400V,调速范围1430/2000r/min,电机三圆760/ 500/280mm,气隙2.4mm,铁心总长492mm,定子 风道9×8mm,转子风道8×8mm.电机的冷却方 式IC616,冷却器内加有吸音材料,内风路采用径 向离心风机,离心风扇参数:外径770ram,内径 44
440mm,叶片宽度97mm,叶片个数为12.外风路 采用轴流风机,轴流风扇参数:外径630mm,内径 210mm,叶片宽度120ram,叶片个数为4.内外风 机的同步转速都为1500r/min. 电机在高转速下测量的声压级噪声:关闭外 风机时电机噪声为83.4dB(A),开外风机时电机 噪声为84.8dB(A).
1.2YPKS560.61100kW690V变频异步电机技 术参数
电机型号YPKS560—6,功率1100kW,电压 690V,调速范围960/1380r/rain,电机三圆960/ 700/475mm,气隙2.7mm,铁心总长592mm,定子
风道11X8mm,转子风道11×8mm.电机的冷却 方式IC86W,冷却器内加有吸音材料,内风路采用 径向离心风机,离心风扇参数:外径600mm,内径 348mm,叶片宽度188.5mm,叶片个数为12,风机 的同步转速为1500r/min. 电机在高转速下测量的声压级噪声为 79.4dB(A).
2电机的噪声产生的原因
电机的噪声大致可分为三类:电磁噪声,机械
爆晓机(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)第46卷201(墓薯期)
噪声,空气动力噪声.
电磁噪声主要是由气隙磁场作用于定子铁心 的径向分量所产生的.它通过磁轭向外传播,使 定子铁心产生振动变形.其次是气隙磁场的切向 分量,它与电磁转矩相反,使铁心齿局部变形振 动.当径向电磁力波与定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 设备的安全.
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.空气流动愈快,变化愈剧烈,则噪声越大. 空气动力噪声与转速,风扇与转子的形状及其表 面粗糙度,转子不平衡及气流的风道截面的变化 和风道形状等因素有关.
3电机噪声的结果分析
3.1YPKK450-4600kW400V变频异步电机噪 声的结果分析
YPKK450-4600kW400V变频异步电机做了 关开外风机的噪声试验,噪声分别为83.4dB和 84.8dB,相差1.4dB,电机内外风路的噪声相互叠 加,共同产生了电机的噪声.
3.1.1内风路噪声计算
(1)电磁噪声
用西屋的电磁计算程序计算:在1994r/rain 时,电机声压级噪声为70dB;
(2)空气动力噪声
箱式电机内风路通风噪声产生主要是有内风 扇,定转子通风道,风道形状有关.根据资料,离 心风扇的声功率噪声计算
^,
L:601gv+l0lgDl×b一25DI+201g+18(1) V0
式中,一风扇的叶片外圆周速,m/s;D一风扇叶 片外径,m;6一风扇叶片宽度,m;,风扇叶片个 数;?n一模拟风扇叶片数,No=6. 依据式(1)代入下列数值:凡=2000r/min, Dl=O.77m,b=0.ff)7m,=竹×D1×n/60=80.63m/s,
N=12得L=107.88dB,4声嘲92.9dB. 除了内风扇高速旋转所产生的噪声外,定转 子通风道难以对齐,产生啸叫声;定子槽垫条伸出 铁心过长与气流的摩擦噪声;高速气流在电机 内部通过风道所遇的各种阻力,由此所产生风 动噪声等,他们都是产生空气动力噪声的动力 源.因此内风路声压级噪声至少有92.9dB.该 电机冷却器内加有吸音材料,吸音材料能降低 噪声5,10dB,再考虑密封或闭路通风系统可降
低噪声10dB左右,因此内风路的噪声至少也应 在72.9—77.9dB,取平均值75.4dB. 空气动力噪声与电磁噪声叠加的声压级噪声 为:101g(10.+10.)=76.5dB 与关闭外风机时电机试验噪声83.4dB相比, 差距还是比较大的.这与以下因素有关:内风扇 噪声计算值偏小;仅考虑内风扇的噪声没考虑其 它噪声有关.若考虑这些因素,对试验值进行修 正,总能找到其中的相互关系.
3.1.2外风路噪声计算
YPKK450-4600kW400V变频异步电机的冷 却方式为IC616,冷却器外挂轴流风机,它的噪声 源比较简单,仅考虑风机,气流进出冷却器所遇阻 力产生的噪声,轴流风机实测的流量Q及计算的 风压降Jv分别为94.8m/rain,198Pa.根据资料, 轴流风机的声压级噪声计算
L=38+lOlgQX一19.8(2)
式中,Q一轴流风机的流量,1TI./min;日一轴流风机 的压降,Pa.
数值代人上式得:L=83.9dB. 内风路的声压级噪声为76.5dB,与外风路的 83.9dB叠加的声压级噪声为
l0lg(10?+10):84.6dB
与开外风机时电机噪声试验值84.8dB相比, 还是比较接近的.
3.2YPKS560—61100kW690V变频异步电机噪 声计算
(1)电磁噪声
用西屋的电磁计算程序计算:在1387r/min
时,电机声压级噪声为79.1dB;
(2)空气动力噪声
YPKS560—6ll~kW690V变频异步电机冷却方 式为IC86W,它没有内风扇,通过风机冷却定转子 .45
第46卷
201
(惹薯期)(ExPL0sIoN—PRooFELECTRICMACHINE)玢爆也机第46卷(总第163
期)(EXPL0SION—PROOF)I-万1ljIl艺
温升.依据式(1)代入下列数值:n=1500r/min, D1=0.6m,b=0.1885m,V=盯xD1×60---47.1m/s,
N=12得L:99.5dB,折算到声压级为82.8dB. 考虑到冷却器内有吸音装置及在密封的条件 下降15,20dB,电机噪声应至少在62.8,67.8dB, 取平均值65.3dB.
空气动力噪声与电磁噪声叠加的声压级噪声 为:101g(i065?川.+l0门.)=79.3dB 与试验值79.4dB,很接近.这样的误差同样 也有待与我们的试验积累.
4空气动力噪声的抑制
通过以上分析,降低空气动力噪声主要措施 如下
4.1合理设计风量
风量越大,噪声也就越大.对散热良好或温 升不高的电机尽量取消风扇,减少噪声源. 4.2风扇的设计选型
外风扇,在设计时尽量不留通风裕量,优先采 用轴流式风扇.
4.3风扇的合理造型与设计
外风扇应厚薄均匀,无扭曲变形,间距均匀, 且应校动平衡.
4.4合理设计风路系统
风道中尽量减少障碍物,有专用风道的宜采 用流线形风道,风道的截面变化不要突然. 4.5加强电机的密封性能
噪声降低的程度与密封罩或闭路通风系统电 机的机身外罩壁厚度有关.现分两方面进行分 析.一方面罩壁对噪声有反射作用,使罩壁内的 声压级高于在同一点而无罩时的数值.声压级的 这种增长可近似计算为
1
?LBu=10×lg()
U
式中,一罩壁内表对特定频率的噪声吸收系数. 另一方面,对于100Hz至3000Hz频率范围, 罩壁的传播损失可作如下估算
AL儿:14X(1+lgM)
式中,一每单位面积罩壁之质量.
则由罩壁造成的全部噪声降低为
AL=?L咒一?口
当罩壁厚为10mm时,对l000Hz频率噪声 的降低值.钢板的吸收系数在1000Hz时为 0.03钢板的密度为78.6kg/m. 对10mm厚度钢板罩壁在1000Hz频率产生 的噪声的声压级为
1
ALBu=10×1g()=15?2dB 传播损失为
AL儿=14(1+lgM)=14(1+18.6)=40.5dB
1000Hz时总噪声降低为
AL=?,化一?LBu:25.3dB
通过计算可知:采用密封罩或闭路通风系统 的电机,其噪声可降低25.3dB,但实际上也只降 低10dB多.这是因为机座与冷却器密封,机座与 接线盒密封,机座本身的排水孔以及机座焊接密 封性能不好等因素有关.因此加强电机的密封性 能也是降低噪声的主要因素之一.
5结语
通过这两台电机噪声试验测量值与理论计算 值的对比分析,验证了离心,轴流风扇噪声的计算 方法是可行的,为设计低噪声电机,特别是空气动 力噪声提供了理论依据,并给出抑制空气动力噪 声的有效措施.
参考文献
[1]陈世坤.电机设计.北京:机械工业出版社,2000. [2]商景泰.通风机手册.北京:机械工业出版社,1994. [3]陈永校.电机噪音的分析和控制.杭州:浙江大学出 版社,1987.
作者简介:赵文辉男1969年生;毕业于湘谭机电专 科学院电机专业.现从事高压电机设计工作. 收稿日期:2011-09-09
范文四：电机噪声分析与降噪措施
第14卷第3期 2005年5月 平顶山工学院学报 Journal of Pingdingshan Insti tute of Technology Vol. 14No. 3
May. 2005
文章编号:1671-9662(2005) 03-0051-02
电机噪声分析与降噪措施
王爱玲1, 王军华2
(1. 济宁职业技术学院, 山东济宁272037; 2. 河南省建筑工程学校机电系, 河南郑州450007)
摘 要: 分析了电机产生噪声的主要原因以及采取的降噪措施。
关键词: 电机; 噪声; 降噪措施
中图分类号: TM307 文献标识码:A
控制噪声是环境保护的一个重要内容, 而电机
噪声又是衡量电机产品质量的重要技术指标。因
此控制电机的噪声已成为国内外电机制造企业生
存与发展的重要问题。文章就引起噪声的主要原
因以及采取的降噪措施加以分析论述。
电机运转时通常有多种噪声源同时并存, 不同
的噪声是由电机各种零部件产生的, 而电机形成噪
声的不同部位, 一般互不相关, 因此可以分别研究,
分别采取专门的降噪措施。
1 电磁噪声
电磁噪声主要是由在时间和空间上作变化, 并
由电机各部分之间作用的磁拉力引起的。气隙空
间的磁场是一个旋转力波, 它的径向力波使定子和
转子发生径向变形和周期性振动, 是形成噪声的声
源。其声波大部分是由定子和其它部件振动辐射
到周围空间, 成为 气载噪声 , 而电磁噪声大部分
属于 气载噪声 。还有很多属于设计和故障原
因, 也会造成电磁噪声的增加, 比如:磁拉力不平
衡; 铁心饱和的影响; 开口槽的影响; 磁通振荡产生
噪声; 气隙动态偏心; 晶闸管电源中的脉动分量; 电
网中的谐波分量; 异步电动机断条; 直流电动机电
枢和主极匝间短路; 交流电动机铁心压装不紧; 装
配气隙不均等等。所以, 适当降低电机的气隙磁通
密度、增大气隙, 设计时如采用电枢斜槽, 直流电动
机的不均匀气隙和交流电动机的磁性槽楔, 都是降
低齿谐波和电磁噪声的有效措施。增加机座刚度,
可以减少由于定、转子气隙场中基波旋转力产生的
振动和噪声。提高气隙装配时的均匀度和铁心的
叠装质量, 都有利于降低电磁噪声。
收稿日期:2005-03-102 空气动力噪声 电机的空气动力噪声有涡流噪声和笛鸣噪声两种。涡流噪声主要是由转子和风扇引起的冷却空气湍流在旋转表面交替出现涡流引起的。而笛鸣噪声是通过压缩空气, 或空气在固定障碍物上擦过而产生的。电机内的笛鸣噪声则主要是径向通风沟引起的。笛鸣噪声是随转动部件和固定部件之间间隙的减小而增强。所以采用密封的隔音罩, 将噪声 密封 在隔音罩内, 增大转动部件和固定部件之间的间隙, 改进导风罩形状, 采用不均匀分布和长度不等距的风叶是降低笛鸣噪声的有效办法。另外, 降低转子表面圆周速度, 减小电机的表面积和转子表面粗糙度三个参数, 也可以降低空气动力噪声。3 换向噪声 换向噪声, 也称为电刷噪声。在有滑环和换向器的电机中, 换向噪声是不可避免的, 有时会成为一个主要的噪声源。换向噪声由三种原因引起: 摩擦噪声。电刷与滑环和换向器的滑动连接处, 必然产生摩擦噪声。摩擦噪声的大小与滑环和换向器表面状态、电刷的摩擦系数、空气的绝对湿度和电刷压力有关。所以, 降低摩擦噪声的方法有, 提高滑环、换向器的工作表面光洁度和圆度; 保证空气的绝对湿度不低于5g/m 3; 清洁电刷表面; 电刷材料硬度不能过大; 适当的缩小换向器直径。 撞击噪声。这是由于换向片之间都有一个云母沟, 由于换向器变形, 云母沟下刻和倒棱工艺不好, 使电刷在电动机旋转时往往会撞击换向片, 使换向片和
,
52 平顶山工学院学报 2005年5月电刷周期性的撞击, 电刷产生径向跳动和摆动, 引
起电刷和刷握的周期性振动, 产生换向噪声。降噪
对策, 确认换向器是否偏心、变形; 换向器压入尺寸加设吸振材料, 比如毛毡等, 都可减小定子的振动幅值。5 负载噪声
是否合格; 电刷高度是否超差; 电刷是否严重变形、 这种噪声产生的主要原因是制造工差、装配间叠加电极或三电极扭曲等等。 火花噪声。是由隙, 及运行、运输、安装过程中造成工作表面损伤和电刷和换向器或滑环接触导电过程中产生的火花电腐蚀产生损伤, 都会使轴承运行不平衡和发生不引起的。火花噪声是随换向火花的增大而增大。规则的撞击。比如, 轴表面粗糙度达不到要求, 轴而换向器变形, 表面工作状态不良, 冲击性负荷, 频承孔圆度超差(定子或端盖) , 轴承孔材料差, 电枢繁的过载和堵转, 电流变化率过高, 电机周围温度
过低, 空气中含尘量过高, 有害性气体和室温过高
等因素都会导致换向火花的加大。所以确认表面
工作状态是否合格, 是否长期过载、堵转, 检查测试
空气中的含尘量, 室温是否达到要求, 是否存在有
害性气体等方法, 都可以降低这种噪声。
4 机械噪声
旋转电机噪声主要是机械噪声, 大型、高速电
机易产生这种噪声。转子动平衡不好是产生机械
振动和机械噪声最常见的原因之一。提高转子动
平衡精度则可以有效降低这种噪声。安装、调整不
良, 定、转子部件固有频率和转速频率一致时也会
产生机械噪声。当电机装有端罩式风罩时, 罩子往
往被电动机的振动所摇撼, 并发生振动, 也会产生
噪声。这种情况下, 电机定子的振动往往是端罩或
风罩的激励源, 要减小这种振动噪声, 措施是增大
端盖和罩子的动态刚度。在端罩和定子的结合处芯轴伸端轻微划伤等。降噪对策有, 轴承加工过程和入厂检验时, 一定要加强对轴承内壁光滑度、圆度、表面粗糙度的测试检查; 确认轴承内壁油孔或材质是否符合要求, 轴承孔圆度是否超差; 仔细检查轴头部, 确认端盖侧轴头是否合格; 串轴叠铆时, 轴伸端是否有划伤。 总之, 为了有效的控制和降低电机噪声污染, 除了生产过程中把好质量关外, 还必须熟练掌握对电机噪声的监测、诊断和识别技术, 以便采取有效的措施降噪。参考文献:[1]沈标正. 电机故障诊断技术[M ].北京:机械工业出版社, 1997. [2]刘 云. 电机修理工手册[M ].北京:机械工业出版社, 1999. [3]孙雪明. 电机负载噪声测试与质量改进标准[J]. 电机技术, 2001(3) :16-17.
Noise analysis and noise reducing measures of motor
WANG A-i ling , WANG Jun -hua 12
(1. Jining Voca tional and Techn ical Colle ge, Jining 272037, China;
2. Architectural and Engineering School of H enan Province, Zheng z hou 450007, China)
Abstract:This paper discusses the major reason of noise caused by the motor and the countermeasures of reducing it as well. Key words:motor; noise; noise red uci ng measures
范文五：电机电磁噪声产生原因分析来源
电机电磁噪声产生原因分析来源:中国物资采购网 时间:2010年1月18日8时29分 【大 中 小】 摘要:3是连轴器装配不当。。。
电磁噪声是由在时间上和空间上作变化，并由电机各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，它的径向力波使定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量外，还有高次谐波分量，高次谐波的径向力波也都分别作用于定转子铁心上，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，定子铁心的径向变形是主要的，可能产生较大的噪声。(3) 定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“共振”。
电机电磁噪声产生原因分析
在这种情况下，即使径向力的波幅不大，也会导致铁心变形、周期性震动和产生较大噪声。(4) 定子变形后引起周围空气振动，从而产生噪声。
这时，定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) 定转子槽都是开口的，气隙磁导在旋转时也是在变化和波动的。气隙磁场中出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) 增加定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 电磁噪声是由在时间上和空间上作变化，并由电机各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，它的径向力波使定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量外，还有高次谐波分量，高次谐波的径向力波也都分别作用于定转子铁心上，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，定子铁心的径向变形是主要的，可能产生较大的噪声。
(3) 定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、周期性震动和产生较大噪声。
(4) 定子变形后引起周围空气振动，从而产生噪声。这时，定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) 定转子槽都是开口的，气隙磁导在旋转时也是在变化和波动的。
气隙磁场中出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。
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