从声音产生的机理分析,我们可肯定地讲,振动和噪声是相伴相随的一对难兄难弟,要解决噪声问题,首要先解决好振动问题。
振动和噪声,是电机产品非常关键的两个性能指标,也是电机使用客户可以直接感知的质量性能,如果电机的振动性能不符合要求,会导致电机及被拖动设备发生运行的不平稳,乃至过早地发生机械故障;噪声,主要是对于环境的一种声音污染,是对于听觉的不良刺激。噪声大的电机会引发人的一种不适感,比如烦躁、恶心等不良反应,特别是对于在人员密集的环境中,对于电机噪声和要求更高一些,有的甚至有些苛刻,比如说供热泵电机、电梯电机等,与人们的生活直接相关,是电机生产厂家应攻克的难题,但同样是一种挑战和机会。
01关于电机的噪声
电机的噪声分为机械噪声、电磁噪声和通风噪声,按照振动和噪声的产生机理,我们也可以将电机的振动进行相对应的分类,但大多数情况下,噪声和振动是一种综合性的表现。
电磁噪声为电机空隙中的磁场脉动,引起定子、转子和整个电机结构的振动所产生的一种噪声。其数值大小决定于电磁负荷与电机的设计参数。电磁噪声主要是结构噪声,分为恒定电磁噪声、与负载有关的磁噪声等,主要原因是由于定、转子槽的配合不当,定、转子偏心或气隙过小以及长度不一致等;最为常见的电磁噪声有高频的尖叫声音和低频的轰隆声音。
机械噪声是电机运转部分的摩擦、撞击、不平衡以及结构共振形成的噪声。机械原因引起的噪声种类很多,也很复杂。噪声源主要有自身噪声源,负载感应噪声源,辅助零部件的机械噪声源。归结为加工工艺、加工精度、装配质量等问题产生。一般是由电刷与换向器、轴承、转子、通风系统等产生。机械噪声一般可以归纳为绕电刷噪声(仅对有刷电机)、轴承噪声、风扇噪声、负载噪声等。
判断噪音种类采用切断电源法,利用电磁噪声随磁场强弱、负载电流大小及转速高低而变的特征,对空载运行的电机静听一段时间后突然切断电源。随着电源的切断,部分噪声会立即消失,此为电磁噪声。停电后电机借惯性继续运转产生的噪声则为机械噪声及通风噪声。
02变频电机振动的噪声的频发特性
在电机产品中经常遇到的一个问题,是特定条件下的振动和噪声,这个问题主要发生在变频电机上,也就是在一个特定的频段范围内。电机会有明显的振动并伴有较大的声音,而不少的电机厂家对于变频电机的试验局限于工频条件,而没有按照客户实际使用的工况条件进行必要的验证。
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