浙江漢豐分享:如何確定磁噪聲的原因并實(shí)施解決方案?
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所有噪聲源于通過(guò)空氣、液體或固體材料傳播壓力波的機(jī)械力,人類(lèi)聽(tīng)力范圍內(nèi)的噪聲頻率通常在20 Hz至20 kHz之間。電機(jī)中的磁噪聲也稱(chēng)“電磁”或“電”噪聲,由磁化部件在其交變磁場(chǎng)中的吸引力和排斥力產(chǎn)生的機(jī)械力(如壓力)引起的。交變磁場(chǎng)以?xún)杀兜木€(xiàn)頻(如嗡嗡聲)激發(fā)振動(dòng)和噪聲,僅在電機(jī)通電時(shí),如果斷電后噪音立即停止,則其來(lái)源是磁噪聲。

磁噪聲通常是二極和四極電機(jī)的第二大噪聲源(風(fēng)阻是第一大噪聲源),也可能是六極或更多極電機(jī)的主要噪聲源。這主要是因?yàn)榈退俅判镜亩ㄗ託埩艄桎撈纳疃缺葮O數(shù)較少的高速磁芯的定子深度小(見(jiàn)圖1),2極和6極定子鐵芯中的殘留硅鋼片,這使得它們更容易變形,并因較小的力產(chǎn)生更大的振幅振動(dòng)。由于氣隙較小以及軸承和殼體配合超差的偏心效應(yīng),具有六個(gè)或更多極的低速電機(jī)容易產(chǎn)生更高的噪聲級(jí)。

如果磁噪聲是其主要來(lái)源,則當(dāng)施加負(fù)載時(shí),電機(jī)的整體噪聲會(huì)增加,通常,對(duì)于二極和四極電機(jī),空載和滿(mǎn)載時(shí)的總噪聲級(jí)差異很小,但對(duì)于六極或更多極的電機(jī),差異可能很大。電機(jī)設(shè)計(jì)師通過(guò)使氣隙盡可能大(同時(shí)保持可接受的功率因數(shù))來(lái)管理磁噪聲,它們可以減少由氣隙變化引起的磁力,并通過(guò)使用更長(zhǎng)的磁芯來(lái)降低氣隙磁通密度,從而通常提高功率因數(shù)。
另一個(gè)考慮因素是閉合槽不會(huì)導(dǎo)致磁噪聲增加,這解釋了為什么設(shè)計(jì)師更喜歡閉合槽轉(zhuǎn)子,他們也喜歡為隨機(jī)繞線(xiàn)定子提供最小開(kāi)口的半封閉槽,盡管更寬的槽開(kāi)口會(huì)使繞組更容易插入。
磁噪聲的一種相關(guān)形式是滑動(dòng)噪聲,這種相對(duì)較低音量、較低頻率的高頻成分跳動(dòng)可能會(huì)令人反感,因?yàn)樗情g歇性的。作為滑動(dòng)的一個(gè)函數(shù),在負(fù)載下更為明顯,頻率隨滑動(dòng)而直接變化。原因可能包括轉(zhuǎn)子棒或端環(huán)打開(kāi),但打滑噪聲通常與轉(zhuǎn)子的均勻性缺陷有關(guān),補(bǔ)救措施是更換新轉(zhuǎn)子。
轉(zhuǎn)子槽的傾斜可以降低磁噪聲,但對(duì)于最佳傾斜槽的數(shù)量,甚至是計(jì)算其對(duì)產(chǎn)生的噪聲的影響的準(zhǔn)確方法,還沒(méi)有一致意見(jiàn)。一個(gè)常見(jiàn)的建議是傾斜轉(zhuǎn)子,至少有一個(gè)轉(zhuǎn)子或定子槽(以槽數(shù)較少的為準(zhǔn)),任何較小的偏差都不會(huì)顯著降低磁噪聲,較大的偏差通常會(huì)降低電機(jī)性能。

不均勻的氣隙會(huì)導(dǎo)致不平衡的磁拉力,在最小氣隙的方向上會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的磁力,這會(huì)使定子、轉(zhuǎn)子和機(jī)架變形,同時(shí)產(chǎn)生電磁噪聲,在降低的電壓下運(yùn)行電機(jī)是一個(gè)簡(jiǎn)單的診斷工具。例如,如果電機(jī)在全電壓下發(fā)出噪音,但在額定電壓的一半時(shí)聲音良好,則應(yīng)關(guān)注氣隙和諸如外殼加工不當(dāng)或轉(zhuǎn)子偏芯等問(wèn)題。氣隙不均勻的原因有:偏芯轉(zhuǎn)子偏芯定子彎曲的軸軸頸加工與轉(zhuǎn)子體不同心軸承箱(或套筒軸承)不同心端部支架與定子的配合不同心變形的外殼。與兩極電機(jī)相比,制造差異對(duì)低速電機(jī)磁噪聲的影響更大,這是因?yàn)樗臉O或多極電機(jī)的氣隙比二極電機(jī)小得多,這使得它們的誤差幅度小得多。
結(jié)論:
確定電機(jī)中的噪聲源通常比糾正它更具挑戰(zhàn)性,一種有條不紊的調(diào)查方法可以縮小可能性,讓解決問(wèn)題變得更容易。如果噪聲是由電機(jī)設(shè)計(jì)中的某些因素(例如制造缺陷或異常)引起的,則解決方案是找到電機(jī)中的主要磁噪聲產(chǎn)生的原因以及選擇合適的減少或消除它們的方法。