電機噪聲:如何確定磁噪聲的原因并實施解決方案?
所有產(chǎn)生的噪聲都是由機械力通過空氣、液體或固體材料傳播壓力波產(chǎn)生的,人類聽覺范圍內的噪聲頻率通常在20 Hz到20 kHz之間。電機中的磁噪聲,也稱為“電磁”或“電”噪聲,是由磁化部件在其交變磁場中的吸引力和斥力產(chǎn)生的機械力(如壓力)引起的。
只有在西瑪電機啟動時,交變磁場才會以兩倍于電源頻率(如嗡嗡聲)的頻率激發(fā)振動和噪聲,如果斷電后噪聲立即停止,則源為磁噪聲。
磁噪聲通常是二極和四極電機的第二大噪聲源(風阻是#1噪聲源),也可能是六極或多極電機的主要噪聲源。這主要是因為低速磁芯定子中的殘余硅鋼片深度小于極數(shù)較少的高速磁芯(見圖1),而定子2極和6極定子磁芯中的殘余硅鋼片使其更容易變形,產(chǎn)生振幅更大、力更小的振動。由于氣隙小以及軸承和殼體不匹配的偏心效應,六極或更多極的低速電機往往會產(chǎn)生更高的噪聲級。
當磁噪聲是主要來源時,當施加負載時,電機的整體噪聲會增加。然而,通常情況下,對于兩極和四極電機,空載和滿載時的總噪聲級差異很小,而多極六極電機的噪聲級差異可能很大。電機設計師通過使氣隙盡可能大(同時保持可接受的功率因數(shù))來管理磁噪聲,他們可以減少氣隙變化引起的磁力,并通過使用更長的磁芯來降低氣隙磁通密度,這通常會提高功率因數(shù)。
另一個考慮因素是閉合槽不會導致磁噪聲增加,這解釋了為什么設計師更喜歡閉合槽轉子。它們也喜歡半封閉的槽,為隨機纏繞的定子提供最小的開口,盡管更寬的槽開口更容易纏繞插入。
與之相關的一種磁噪聲形式是滑動噪聲,這是一種體積相對較小的低頻高頻分量反彈,由于是間歇性的,因此可能會令人討厭。作為滑動的函數(shù),在負載下更明顯,西瑪電機的頻率隨滑動而直接變化。原因可能是轉子桿或端環(huán)打開,但滑動噪聲通常與轉子的均勻性誤差有關,補救措施是更換新的轉子。
傾斜轉子槽可以降低磁噪聲,但對于傾斜槽的數(shù)量,甚至是計算其對產(chǎn)生的噪聲的影響的精確方法,都沒有共識。一般建議至少使用一個轉子或定子槽(以槽數(shù)較少的為準)傾斜轉子。任何微小偏差都不會顯著降低磁噪聲,較大偏差通常會降低電機性能。
不均勻的氣隙會導致不平衡的磁吸力,從而向最小的氣隙產(chǎn)生更強的磁力,使定子、轉子和機架變形,并產(chǎn)生電磁噪聲。降低電壓運行電機是一種簡單的診斷工具。例如,如果電機在全電壓下有噪音,但在一半額定電壓下聲音良好,則應關注氣隙和問題,如外殼加工不良或轉子偏心。氣隙不均勻的原因是:偏心轉子和偏心定子的彎曲軸頸,以及轉子體的非同心軸承殼(或套筒軸承)。與兩極電機相比,制造差異對低速電機磁噪聲的影響更大,因為四極或多極電機的氣隙比兩極電機小得多,從而使其誤差幅度小得多。
最后:
確定噪音的來源引擎中的錯誤通常比糾正錯誤更困難,而有條理的調查方法可以限制可能性并使問題解決更容易。如果噪聲是由電機設計中的某個因素(如制造缺陷或異常)引起的,則解決方案是找到中主磁鐵噪聲的來源,并選擇適當?shù)姆椒▉斫档突蛳肼暋?br>
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