电机噪声的抑制

电机噪声的抑制
noise reduction of electrical machine

  采取措施减低电机运行时发出的各种声响。理论上考虑,电机运行时应该没有任何声响,因而电机运行中发出的任何声音都可归为电机的噪声。这些噪声包括电磁噪声、机械噪声、空气动力噪声。
  

       (一)电磁噪声  主要是电机中周期变化的径向电磁力或不平衡的磁拉力使铁心发生磁致伸缩和振动所引起。电磁噪声还和定子、转子本身的振动特性(如固有频率、阻尼、机械阻抗及声学特性等)有关。例如,当激振力和固有频率共振时,即使电磁力很小也会产生很大的噪声。电磁噪声的抑制可以从多方面着手。对于异步电动机,首先要选择合适的定、转子槽数。一般说来,转子槽数与定子槽数相差较大,即所谓远槽配合时,电磁噪声较小(也有少数例外,如定子24槽、转子22槽也是良好配合)。对有槽电机,斜槽能使径向力沿电机轴线方向产生相位移,因此减小了轴向平均径向力,从而降低了噪声。若采用双斜槽结构,降噪效果更佳。双斜槽结构是把转子沿轴向分成两段。每段槽的扭斜方向相反。两段之间还设有中间环。为了降低磁通势谐波,可采用双层短矩绕组。并避免采用分数槽绕组。在单相电机中应采用正弦绕组。为了减小齿槽引起的电磁噪声,可采用磁性槽楔或缩小定、转子的槽口宽度直至使用闭口槽。三相电机运行时要尽可能保持电压对称,单相电机应运行于接近圆形的旋转磁场。此外,电机制造过程中,应减小定子内圆和转子外圆的椭圆度并保证定、转子同心,使气隙均匀。减小气隙磁通密度和采用较大的气隙,可以降低噪声。为了避免电磁力与机壳的固有频率共振,可采用适当的弹性结构。
  

       (二)机械噪声  主要由转子和轴承引起。轴承是电机转子和定子的连接构件,它承受了电机中各种力的激励并传递激励力,从而产生振动和噪声。电机的电刷和滑环或换向器摩擦也会产生机械噪声。
  对于转速较高或转子较长的电机,要进行动平衡校正。这种电机的轴承应采用电机专用低噪声轴承,在电机运转时,轴承的内外套圈不应发生有害的滑动,但也要防止轴承和轴或轴承和端盖轴承室配合过紧,以避免轴承径向游隙过小及轴承内外圈变形。转子轴的轴承挡和端盖轴承室的加工精度和表面光洁度要高。为了防止转子轴向窜动声,应采用波形弹簧对轴承外圈施加轴向预应力。轴承在装配前必须仔细清洗。宜用热套或压内圈的方法将轴承装到轴上,并选用合适的润滑脂。低噪声电机宜用滑动轴承。
  电刷和刷柄的间隙应适当设计,并保证换向器或滑环有光滑的表面和正确的几何尺寸等。
  

       (三)空气动力噪声  包括风扇、旋转的转子和气流沿风路流动时形成的气流噪声。降低空气动力噪声最主要的措施是控制风量。在保证电机温升不超过许可限度的范围内尽量减少风量。改进风扇的结构和合理设计风路系统都可以降低空气动力噪声。定、转子径向通风道对齐时,可能出现笛声,此时应把它们互相错开。