超全電機(jī)噪聲分析與降噪措施

控制噪聲是環(huán)境保護(hù)的一個(gè)重要內(nèi)容，而電機(jī)噪聲又是衡量電機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)。因此，控制電機(jī)的噪聲已成為國(guó)內(nèi)外電機(jī)制造企業(yè)生存與發(fā)展的重要問(wèn)題。文章就引起噪聲的主要原因以及采取的降噪措施加以分析論述。

電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通常有多種噪聲源同時(shí)并存，不同的噪聲是由電機(jī)各種零部件產(chǎn)生的，而電機(jī)形成噪聲的不同部位，一般互不相關(guān)，因此可以分別研究，分別采取專門的降噪措施。

1.電磁噪聲

電磁噪聲主要是由在時(shí)間和空間上作變化，并由電機(jī)各部分之間作用的磁拉力引起的。氣隙空間的磁場(chǎng)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)力波，它的徑向力波使定子和轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向變形和周期性振動(dòng)，是形成噪聲的聲源。其聲波大部分是由定子和其它部件振動(dòng)輻射到周圍空間，成為“氣載噪聲”，而電磁噪聲大部分屬于“氣載噪聲”。

還有很多屬于設(shè)計(jì)和故障原因，也會(huì)造成電磁噪聲的增加，比如：磁拉力不平衡，鐵心飽和的影響，開(kāi)口槽的影響，磁通振蕩產(chǎn)生噪聲，氣隙動(dòng)態(tài)偏心，晶閘管電源中的脈動(dòng)分量，電網(wǎng)中的諧波分量，異步電動(dòng)機(jī)斷條，直流電動(dòng)機(jī)電樞和主極匝間短路，交流電動(dòng)機(jī)鐵心壓裝不緊，裝配氣隙不均等等。

所以，適當(dāng)降低電機(jī)的氣隙磁通密度、增大氣隙，設(shè)計(jì)時(shí)如采用電樞斜槽，直流電動(dòng)機(jī)的不均勻氣隙和交流電動(dòng)機(jī)的磁性槽楔，都是降低齒諧波和電磁噪聲的有效措施。增加機(jī)座剛度，可以減少由于定、轉(zhuǎn)子氣隙場(chǎng)中基波旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲。提高氣隙裝配時(shí)的均勻度和鐵心的疊裝質(zhì)量，都有利于降低電磁噪聲。

2.空氣動(dòng)力噪聲

電機(jī)的空氣動(dòng)力噪聲有渦流噪聲和笛鳴噪聲兩種。

渦流噪聲主要是由轉(zhuǎn)子和風(fēng)扇引起的冷卻空氣湍流，在旋轉(zhuǎn)表面交替出現(xiàn)渦流引起的；笛鳴噪聲是通過(guò)壓縮空氣，或空氣在固定障礙物上擦過(guò)而產(chǎn)生的。電機(jī)內(nèi)的笛鳴噪聲則主要是徑向通風(fēng)溝引起的。笛鳴噪聲是隨轉(zhuǎn)動(dòng)部件和固定部件之間間隙的減小而增強(qiáng)，所以采用密封的隔音罩，將噪聲“密封”在隔音罩內(nèi)，增大轉(zhuǎn)動(dòng)部件和固定部件之間的間隙，改進(jìn)導(dǎo)風(fēng)罩形狀，采用不均勻分布和長(zhǎng)度不等距的風(fēng)葉是降低笛鳴噪聲的有效辦法。另外，降低轉(zhuǎn)子表面圓周速度，減小電機(jī)的表面積和轉(zhuǎn)子表面粗糙度三個(gè)參數(shù)，也可以降低空氣動(dòng)力噪聲。

3.換向噪聲

換向噪聲，也稱為電刷噪聲。

在有滑環(huán)和換向器的電機(jī)中，換向噪聲是不可避免的，有時(shí)會(huì)成為一個(gè)主要的噪聲源。引起換向噪聲的原因：

摩擦噪聲：電刷與滑環(huán)和換向器的滑動(dòng)連接處，必然產(chǎn)生摩擦噪聲。摩擦噪聲的大小與滑環(huán)和換向器表面狀態(tài)、電刷的摩擦系數(shù)、空氣的絕對(duì)濕度和電刷壓力有關(guān)。所以，降低摩擦噪聲的方法有：提高滑環(huán)、換向器的工作表面光潔度和圓度，保證空氣的絕對(duì)濕度不低于5g/m3，清潔電刷表面，電刷材料硬度不能過(guò)大，適當(dāng)?shù)目s小換向器直徑等。

撞擊噪聲：這是由于換向片之間都有一個(gè)云母溝，由于換向器變形，云母溝下刻和倒棱工藝不好，使電刷在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)往往會(huì)撞擊換向片，使換向片和降低這種噪聲。

4.機(jī)械噪聲

旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪聲主要是機(jī)械噪聲，大型、高速電機(jī)易產(chǎn)生這種噪聲。

轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡不好是產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械噪聲最常見(jiàn)的原因之一，提高轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡精度則可以有效降低這種噪聲。安裝、調(diào)整不良，定、轉(zhuǎn)子部件固有頻率和轉(zhuǎn)速頻率一致時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生機(jī)械噪聲。當(dāng)電機(jī)裝有端罩式風(fēng)罩時(shí)，罩子往往被電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)所搖撼，并發(fā)生振動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生噪聲。這種情況下，電機(jī)定子的振動(dòng)往往是端罩或風(fēng)罩的激勵(lì)源，要減小這種振動(dòng)噪聲，措施是增大端蓋和罩子的動(dòng)態(tài)剛度。在端罩和定子的結(jié)合處加設(shè)吸振材料，比如毛氈等，都可減小定子的振動(dòng)幅值。

5.負(fù)載噪聲

這種噪聲產(chǎn)生的主要原因是制造工差、裝配間隙，及運(yùn)行、運(yùn)輸、安裝過(guò)程中造成工作表面損傷和電腐蝕產(chǎn)生損傷，都會(huì)使軸承運(yùn)行不平衡和發(fā)生不規(guī)則的撞擊。比如，軸表面粗糙度達(dá)不到要求，軸承孔圓度超差（定子或端蓋），軸承孔材料差，電樞芯軸伸端輕微劃傷等。

降噪對(duì)策有：軸承加工過(guò)程和入廠檢驗(yàn)時(shí)，一定要加強(qiáng)對(duì)軸承內(nèi)壁光滑度、圓度、表面粗糙度的測(cè)試檢查，確認(rèn)軸承內(nèi)壁油孔或材質(zhì)是否符合要求，軸承孔圓度是否超差，仔細(xì)檢查軸頭部，確認(rèn)端蓋側(cè)軸頭是否合格；串軸疊鉚時(shí)，軸伸端是否有劃傷。

總之，為了有效的控制和降低電機(jī)噪聲污染，除了生產(chǎn)過(guò)程中把好質(zhì)量關(guān)外，還必須熟練掌握對(duì)電機(jī)噪聲的監(jiān)測(cè)、診斷和識(shí)別技術(shù)，以便采取有效的措施降噪。

編輯：jq