噪聲是各種頻率和不同強(qiáng)度的雜亂聲音的組合，這種令人討厭的噪聲對(duì)人類的危害是眾所周知的。噪聲往往伴隨振動(dòng)而產(chǎn)生，振動(dòng)過大還會(huì)損壞其他設(shè)備。振動(dòng)噪聲水平反映了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的水平，是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。現(xiàn)在人們已普遍認(rèn)識(shí)到降低噪聲的重要性。電機(jī)設(shè)計(jì)、制造及運(yùn)行人員需要更多的有關(guān)電機(jī)噪聲方面的知識(shí)。例如，需要弄清楚電機(jī)噪聲怎樣產(chǎn)生，與什么因素有關(guān)，希望在設(shè)計(jì)階段預(yù)計(jì)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的噪聲，同時(shí)要知道降低噪聲的方法等。

電磁噪聲是由電磁場(chǎng)交替變化而引起某些機(jī)械部件或空間容積振動(dòng)而產(chǎn)生的。對(duì)于電動(dòng)機(jī)來說，由于電源不穩(wěn)定也可以激發(fā)定子振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。電磁噪聲的主要特性與交變電磁場(chǎng)特性、被迫振動(dòng)部件和空間的大小形狀等因素有關(guān)。較高頻的電磁噪聲，也稱為電磁嘯叫。

電磁噪聲產(chǎn)生原因分析

電機(jī)運(yùn)行時(shí)氣隙中存在基波磁場(chǎng)和一系列諧波磁場(chǎng)，這些磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生切向力，從而產(chǎn)生切向電磁轉(zhuǎn)矩以外，還會(huì)產(chǎn)生隨時(shí)間和空間變化的徑向力。

一般情況下，電機(jī)氣隙中存在各種次數(shù)、各種頻率的旋轉(zhuǎn)徑向電磁力波。每個(gè)徑向力波都分別作用在定、轉(zhuǎn)子鐵心上，使定子鐵心和機(jī)座以及轉(zhuǎn)子出現(xiàn)隨時(shí)間周期性變化的徑向變形，即發(fā)生振動(dòng)，振動(dòng)頻率就是力波作用的頻率。由于轉(zhuǎn)子鐵心剛度很大，所產(chǎn)生的振動(dòng)量很小，故一般僅考慮定子鐵心和機(jī)座的振動(dòng)。電磁噪聲主要是由于定子的振動(dòng)使周圍空氣脈動(dòng)而引起的氣載噪聲。

徑向力波的階次數(shù)越低，鐵心彎曲變形的相鄰兩支點(diǎn)間距離越遠(yuǎn)，鐵心剛度相對(duì)較差，徑向變形也越大。定子鐵心變形量約與力波次數(shù)的四次方成反比，與力波幅值成正比，故幅值較大的低次數(shù)徑向力波是引起電磁噪聲的主要根源、此外，應(yīng)特別注意的是，鐵心和機(jī)座都有一定的固有振動(dòng)頻率，當(dāng)徑向力波頻率與該固有頻率接近甚至相同時(shí)，會(huì)發(fā)生諧振，這時(shí)鐵心振動(dòng)及輻射噪聲將大大增加。

由于基波磁場(chǎng)幅值較大，且若沒有基波磁場(chǎng)，電機(jī)就不能工作，故由它產(chǎn)生的倍頻噪聲是不能避免的。但由于其力波次數(shù)較高(除2極電機(jī)外)，頻率較低，噪聲輻射效率比較低，因此，除功率較大的2極電機(jī)外，倍頻噪聲一般都較小。

電機(jī)主要的噪聲源分析

電機(jī)的主要噪聲源有電磁噪聲、機(jī)械噪聲和通風(fēng)噪聲。

●電磁噪聲

電機(jī)氣隙中磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生隨時(shí)間和空間變化的徑向力，使定子鐵心和機(jī)座隨時(shí)間周期性變形，即定子發(fā)生振動(dòng)；電磁噪聲主要是由于定子的振動(dòng)使周圍空氣脈動(dòng)而引起氣載噪聲。

●機(jī)械噪聲

轉(zhuǎn)子機(jī)械不平衡引起離心力所產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)和噪聲、軸承振動(dòng)噪聲、電刷與集電環(huán)或換向器滑動(dòng)接觸噪聲、受軸承振動(dòng)激發(fā)的端蓋軸向振動(dòng)噪聲等。

●通風(fēng)噪聲

風(fēng)扇或其他通風(fēng)元件以及轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)形成的空氣渦流噪聲，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)使冷卻空氣周期性脈動(dòng)或氣體撞擊障礙物而產(chǎn)生的單頻噪聲，風(fēng)路中薄壁零件諧振或風(fēng)路設(shè)計(jì)不合理產(chǎn)生的“笛聲”。

電動(dòng)機(jī)電磁噪聲鑒別

電動(dòng)機(jī)電磁噪聲大小隨磁場(chǎng)強(qiáng)弱、負(fù)載電流大小及轉(zhuǎn)速高低而變，利用這個(gè)特征，可采取下面的辦法進(jìn)行鑒別。

●突然斷電法。由于機(jī)械慣性比電磁過渡過程慢得多，突然斷電，無電磁因素影響，這時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速幾乎不變。如果這時(shí)電動(dòng)機(jī)噪聲突然消失或顯著降低，可斷定是電磁原因產(chǎn)生的噪聲。

●改變電壓法。由于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨電壓變化不大，當(dāng)改變電壓時(shí)，機(jī)械噪聲和通風(fēng)噪聲基本不變，但電磁噪聲隨電壓變化很大。

●對(duì)拖法。用一臺(tái)低噪聲電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)有噪聲的被試電動(dòng)機(jī)，這時(shí)如果噪聲降低或消失，則說明被拖動(dòng)的電動(dòng)機(jī)噪聲是電磁噪聲。

電磁噪聲計(jì)算

電磁噪聲是電機(jī)的主要噪聲源之一，在多極數(shù)電機(jī)或通風(fēng)噪聲較低的電機(jī)中，電磁噪聲就顯得比較突出，一般情況下它隨電機(jī)功率增大而增加，而且是負(fù)載時(shí)噪聲增大的根源。該噪聲與電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)參數(shù)密切相關(guān)，如設(shè)計(jì)不當(dāng)，電磁噪聲將會(huì)十分明顯，有可能成為超過其他噪聲的最主要噪聲源。因此，研究電機(jī)電磁噪聲產(chǎn)生原因、電機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)與電磁噪聲關(guān)系和電磁噪聲計(jì)算方法，對(duì)于在設(shè)計(jì)階段預(yù)計(jì)和控制電機(jī)噪聲有重要意義。

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