电机噪音大的原因及解决方法
解决电机噪音大的问题,需先确定噪音来源,确定电机噪声来源比纠正电机噪音更具挑战。同时需要注意,如果噪音是因为电机设计中的某些因素(例如制造缺陷)造成的,那就不存在解决方案。电机噪音主要来源是电磁噪声、机械噪声和风阻。 (注:所有噪音通过气体、液体或固体介质传输。人类听觉范围内的噪音频率通常在 20 Hz 至 20 kHz 之间。)
表一 注1:此表提供额定负载条件下可预期的最大增加值,可添加到任何声明的空载数值。 备注2:该数值适用于50赫兹和60赫兹电源。 气隙不均匀。 气隙不均匀会导致磁力不平衡。较小气隙方向的磁力较强,会导致定子、转子和框架变形,然后产生电磁噪声。在降低电压的条件下运行电机是一种简单的诊断方式。例如,如果电机在全电压下噪音很大,但在一半额定电压时噪音可以接受,则应着重关注气隙以及外壳加工不当或转子偏心等问题。造成气隙不均匀的原因有:偏心转子、偏心定子、弯曲轴、轴颈与转子体加工不同心、轴承座(或套筒轴承)不同心、端支架与定子不同心、框架变形等。 制造差异对低速电机磁噪声的影响比对两极电机的影响更大,因为四极或多极电机的气隙比两极电机小很多,因此误差幅度要小很多。例如,560毫米外径定子的六极电机的气隙可能为0.55毫米,而具有相同定子尺寸的两极电机的气隙可能为1.4毫米。
电磁噪声
电机中的电磁噪声是由磁化部件在交变磁场中的机械力产生的。交变磁场会以两倍频率引起振动和噪声,所以,如果断电后噪音立即停止,则噪音来源是电磁噪声。 电磁噪声通常是两极或者四极电机的第二大噪声源(风阻排第一),并且可能是六极或多极电机的主要噪声源。因为低速定子铁芯的背铁厚度要小于高速铁芯,这使得它们更容易变形,也会因为较小的力而导致较大的振动。六极或更多极的低速电机会因为气隙较小以及轴承和外壳配合度差,更容易产生较大的噪音。 电磁噪声是噪音的主要来源,施加负载电机的噪声会增加(见表1)。通常,两极和四极电机空载和满载的噪声水平差不多,但六极或更多极电机噪声差异可能会很大。 解决方法:设计人员在设计电机时需要确保气隙尽可能大,同时保持可接受的功率因数来管理磁噪声,它们可以减少由气隙变化引起的磁力,并通过使用更长的磁芯来降低气隙磁通密度,从而提高功率因数。 另一个解决方案:因闭合槽不会导致磁噪声增加,所以设计师更喜欢闭合转子槽,他们还为绕线定子提供小开口的半封闭槽。 滑差噪音 电磁噪声的另一种表现形式是滑差噪声,这种间歇性的高频率噪音相对低音量、低频跳动噪音会令人反感。作为滑差的函数,频率随滑差而直接变化,这种情况在负载下更加明显,原因可能包括转子断条和端环开裂,所以滑动噪声通常与转子的均匀性缺陷有关,解决方法是更换新转子。 倾斜 转子槽的倾斜可以减少磁噪声,究竟采用多少槽斜度才较适宜,则需进一步试验验证。常见的建议是倾斜转子,至少有一个转子或定子槽(以槽数较少者为准)。任何不足都不会显著降低磁噪声,而较大的偏差通常会降低电机性能。额定输出 PN (KW) | 8-pole | 6-pole | 4-pole | 2-pole |
1.0< PN ≤11 | 8 | 7 | 5 | 2 |
11< PN ≤37 | 7 | 6 | 4 | 2 |
37< PN ≤110 | 6 | 5 | 3 | 2 |
110< PN ≤400 | 5 | 4 | 3 | 2 |
400< PN ≤2200 | 4 | 3 | 2 | 2 |
2200< PN | 4 | 3 | 2 | 1 |