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發(fā)表于 2010-9-2 16:25:22
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一般評(píng)估電動(dòng)機(jī)的品質(zhì)除了運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)之各特性外,,以人之五感判斷振動(dòng)及噪音的情形較多,。而電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)噪音,主要有:
, y4 l$ R7 D# Y/ y+ p" { 1,、機(jī)械振動(dòng)噪音,,為轉(zhuǎn)子的不平衡重量,產(chǎn)生相當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)的振動(dòng),。
/ N2 o/ D4 ~ W/ v 2,、電動(dòng)機(jī)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng),正常的情形產(chǎn)生自然音,,精密小型電動(dòng)機(jī)或高速電動(dòng)機(jī)情形以外,,幾乎不會(huì)有問(wèn)題,。但軸承自然的振動(dòng)與電動(dòng)機(jī)構(gòu)成部材料的共振,軸承的軸方向彈簧常數(shù)使轉(zhuǎn)子的軸方向振動(dòng),,潤(rùn)滑不良產(chǎn)生摩擦音等問(wèn)題產(chǎn)生,。4 e l4 e" q9 N
3、電刷滑動(dòng),,具有電刷的DC電動(dòng)機(jī)或整流子電動(dòng)機(jī),,會(huì)產(chǎn)生電刷的噪音。
) h2 t( m: |2 E" x/ v 4,、流體噪音,,風(fēng)扇或轉(zhuǎn)子引起通風(fēng)噪音對(duì)電動(dòng)機(jī)很難避免,很多情形左右電動(dòng)機(jī)整體的噪音,,除風(fēng)扇的葉片或鐵心的齒引起氣笛音外,,也有必要注意通風(fēng)上的共鳴。
- b8 W3 g& ~/ \2 \ 5,、電磁的噪音,,為磁路的不平衡或不平衡磁力及氣隙的電磁力波產(chǎn)生之噪音,又磁通密度飽和或氣隙偏心引起磁的噪音,。8 z% o0 h+ K& j! j" n' c
一,、機(jī)械性振動(dòng)的產(chǎn)生原因與對(duì)策
* N M5 Q9 {9 d# h 1、轉(zhuǎn)子的不平衡振動(dòng)
! M3 u/ R- C0 {7 ~, z A,、原因:1 @4 G& G- v }( m! t- ~
·制造時(shí)的殘留不平衡,。
$ C$ ]3 p/ S9 d ·長(zhǎng)期間運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生塵埃的多量附著。 @! a" f! W% {1 A% @- H9 c* f
·運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)熱應(yīng)力引起軸彎曲,。: d1 n8 t- g8 X9 e ]+ L* w
·轉(zhuǎn)子配件的熱位移引起不平衡載重,。# N: x b3 I3 H* F3 Q6 @8 f# z
·轉(zhuǎn)子配件的離心力引起變形或偏心。
" C2 L2 ~4 l' ^7 P+ v u3 z ·外力(皮帶,、齒輪,、直結(jié)不良等)引起軸彎曲。3 j) N. i2 U: b
·軸承的裝置不良(軸的精度或鎖緊)引起軸彎曲或軸承的內(nèi)部變形,。
\" t, h5 T; H: N B,、對(duì)策:
9 v; {9 Y* p( I- w: d ·抑制轉(zhuǎn)子不平衡量。
& ?) y& u* j3 V) R1 \ ·維護(hù)到容許不平衡量以內(nèi),。
$ a/ H& U/ P7 ?% C6 ^ f. J ·軸與鐵心過(guò)度緊配的改善,。$ V+ w c2 ?4 p8 \6 P
·對(duì)熱膨脹的異方性,設(shè)計(jì)改善,。
5 S* s% O1 V' {. ` ·強(qiáng)度設(shè)計(jì)或裝配的改善。% V& t" T& V0 e/ G) e1 u
·軸強(qiáng)度設(shè)計(jì)的修正,,軸聯(lián)結(jié)器的種類變更以及直結(jié)對(duì)中心的修正,。
8 b N. v2 \4 B' Y+ e5 _ ·軸承端面與軸附段部或鎖緊螺帽的防止偏靠,。
. ?3 p w4 Z1 E! c 2、軸承之異常振動(dòng)與噪音" A2 D; g9 V$ l. b$ _1 c
A,、原因:
& N2 u7 b9 G, d5 ~, J ·軸承內(nèi)部的傷,。6 r n7 U+ s; ^/ `0 o& A) \5 g
·軸承的軸方向異常振動(dòng),軸方向彈簧常數(shù)與轉(zhuǎn)子質(zhì)量組成振動(dòng)系統(tǒng)的激振,。3 K0 B. E4 b7 D/ k7 @: h2 E) V
·摩擦音:圓柱滾動(dòng)軸承或大徑高速滾珠軸承產(chǎn)生潤(rùn)滑不良與軸承間隙起因,。& g7 v! ^0 v: T; Y4 K
B、對(duì)策:" G" E4 S7 c2 `! ?$ P
·軸承的替換,。# {5 `5 P9 v. o9 \5 b
·適當(dāng)軸方向彈簧預(yù)壓給軸承間隙的變動(dòng),。
6 X# ~' U! Q- `' \4 y. y ·選擇軟的滑脂或低溫性優(yōu)秀的滑脂,殘留間隙使�,。氉⒁鉁厣龁�(wèn)題),。. w- c5 x! G C( \ v% l
3、電刷滑動(dòng)音
3 H' X9 U; u7 k2 @ A,、原因:
# c1 Z# g7 D3 J/ t* s5 S* g ·整流子與電刷的滑動(dòng)時(shí)的振動(dòng)電刷保持器激振產(chǎn)生& G1 u6 I" C- x0 i f
B,、對(duì)策:
( b# ^# \8 g: Z$ ^$ r ·握刷的彈性支持、選擇電刷材質(zhì)與形狀,、抑制側(cè)壓引起的電刷振動(dòng)及提高整流子的精度等,。* k/ s- B- p( `. N3 J* h
二、流體噪音的產(chǎn)生與對(duì)策) s8 [& q( N" \
電動(dòng)機(jī)的流體噪音中,,主要為冷卻用的風(fēng)扇引起的噪音,。此外,轉(zhuǎn)子鐵心的槽開(kāi)口部接近靜止側(cè)的部份,,變成顯著氣笛音,,再則通風(fēng)路等如存在共鳴空間,產(chǎn)生顯著的共鳴者,。
8 y6 r, G1 O5 r/ k2 X$ _ 1,、風(fēng)扇噪音的大小:; L* v; \% H) a/ A1 R. p2 _/ a
電動(dòng)機(jī)一般求兩方向轉(zhuǎn)動(dòng),,風(fēng)扇的葉片為徑向直線葉片,,效率不良,而且噪音大,。噪音值約由下式來(lái)求,。但測(cè)定電動(dòng)機(jī)的軸中心高度,距離有1m的情形,。
. V7 [3 O# t/ K, Z 噪音dB(A)=70 log D+50 log N+! r- j" C: |& C. R, Z- E
D:葉片的外徑(m),, N:每秒的轉(zhuǎn)數(shù),�,。撼�(shù)32~36,,
- [, Q0 w. \ l" S 由上式,,降低噪音位準(zhǔn),以減少風(fēng)扇的外徑較重要,。但吐出風(fēng)量與風(fēng)壓低下,,與這些的配合變成重要。風(fēng)扇在外框的內(nèi)部時(shí)有減音或遮音效果,。
# r. w$ M# {# \# U: z 2,、風(fēng)扇噪音的頻率依不同類型而有差異。
& m# z& @ n: w4 |. ` ·壓力噪音,,為風(fēng)扇的葉片空氣受壓力沖擊產(chǎn)生,。. z f+ p# Y, N, k! B/ D2 A% a
·擾流噪聲,為葉片周邊空氣流動(dòng)的擾亂起因者,,徑向直線葉片的風(fēng)扇,,電動(dòng)機(jī)的用途上可說(shuō)不可避免。
4 P% H: J8 p+ v9 L8 ]0 t ·風(fēng)扇與其它部份的干涉引起的氣笛音,,為接近轉(zhuǎn)動(dòng)葉片存在其它部份空氣如流通,,產(chǎn)生激烈的氣笛音。* C. \ r% J! |0 F6 H1 v: ]
三,、電磁噪音(感應(yīng)電動(dòng)機(jī))
& w: _9 U9 V* `3 ? 有關(guān)電磁噪音,,其電磁噪音由耳朵的聽(tīng)感感度良好頻率100HZ以上的頻率帶域,單一或復(fù)數(shù)的特定頻率音組成,,特別與定子共振時(shí)變成顯著的噪音,。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)較DC電動(dòng)機(jī)常有電磁噪音問(wèn)題,因此以感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為中心說(shuō)明,。電磁噪音感應(yīng)電動(dòng)機(jī)通稱“磁音”,,對(duì)此種的研究,首先要了解正弦波電流的電磁噪音,。) @8 d, L9 S( O3 |1 E
1,、正弦波電流的電磁噪音:
( p0 R% B- u: F2 X& F5 y! e- `, f 因正弦波電流,感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的氣隙產(chǎn)生的磁通,,加轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的基本(主)磁通,,存在高諧波磁通。這些的磁通使定子與轉(zhuǎn)子鐵心互相吸引的電磁力波作用,,定子鐵心變形為多角形,,轉(zhuǎn)軸彎曲移位產(chǎn)生振動(dòng)。主要產(chǎn)生電磁噪聲之氣隙高諧波磁通原因者,,有
8 c# Q* E# G, `8 n+ L A,、繞線分布引起的磁動(dòng)勢(shì)高諧波。
1 z# W2 u) ]' r B、定子或轉(zhuǎn)子鐵槽產(chǎn)生的槽高諧波,。; _5 I7 n- J7 ~! S
C,、鐵心飽和產(chǎn)生的飽和高諧波。% p6 ~. h! \ f t0 t
D,、偏心引起的偏心高諧波
8 S) L, O- `2 D E、電壓,、線圈,、磁路等不平衡引起的高諧波。
2 p0 l1 H5 ^2 Y F,、槽磁導(dǎo)高諧波等,。
; u/ q: G% d5 e G、相帶高諧波,,氣隙存在為數(shù)很多的空間高諧波磁與電源波形畸變等引起時(shí)間高諧波磁通,。
( X2 x' O% e8 f6 M' U 2.電磁噪音防止對(duì)策:' V% D+ _, n, m3 I X; U5 ~
A.由電機(jī)設(shè)計(jì)上5 b" W: y0 n: j7 F6 y) Z
·適當(dāng)槽數(shù)組合
& h: w) M+ R, s1 t" Z a1 x ·采用特殊槽" A3 o: t) \2 _( A- d
·斜槽化5 m. A% T7 @" {; d
·選擇線圈節(jié)距* o0 B# t' Y2 c4 I$ V! e. X
·正弦波繞線
2 C; n6 y( z7 F ·采用分?jǐn)?shù)槽繞線1 A( M4 Q- J4 I j# g
·氣隙、齒,、軛鐵部之磁通密度的適當(dāng)化
' A) {& ~" ~9 i: D$ h ·轉(zhuǎn)子槽部極與厚度的均等化
7 z5 M! G* g: F5 L8 `/ v3 ] ·采用磁性楔' p) Q. D7 [8 H$ @. w. p
·氣隙的擴(kuò)大& J6 ?+ U) R$ H3 @/ m
B.由機(jī)械設(shè)計(jì)上; e0 c; ~* M* z6 t8 I
·消除靜的偏心,,提高加工·裝配精度。- P @7 |* R1 _9 [
·對(duì)外力提高軸的彎曲剛性,,裝配精密,。
3 B" T; T- E& N" V9 O5 ` ·全閉槽消除齒尖厚度不同,提高制造技術(shù),。
* _% i6 T4 F1 a- g ·磁路使不造成不平衡的構(gòu)造以及制造,,特別轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的電阻,絕緣或軸的斷面形狀,。, W+ b9 i* u0 v& i' q
·定子,、轉(zhuǎn)子避免與電動(dòng)機(jī)構(gòu)成部材料的共振。$ w3 a" P+ I3 d% G" R* p
·避免與電動(dòng)機(jī)裝置機(jī)構(gòu)產(chǎn)生共振,。; m' i2 X* L% h1 h2 c
·定子鐵心或軸承支持部的彈性,、防振支持。
2 d1 A3 L# M+ k2 N* H0 b2 M& [" E3 z ·由電動(dòng)機(jī)外部的遮音或防音的構(gòu)造,。
1 r( K3 d+ p* @4 \1 u& K& M C.在使用上,,消除電源電壓的不平衡。
6 T j c8 l* j1 A$ u( A ·電磁噪音的原因變成電磁加振力,,這些的高諧波磁通因互相干涉產(chǎn)生電磁力波引起,。
2 E8 W, _" i: \! A4 O8 F- i. | z 但并非所有電動(dòng)機(jī)的噪音問(wèn)題,皆由電磁力波所引起的,。有些是因與定子或轉(zhuǎn)子的自然振動(dòng)數(shù)一致或接近的情形形成共振狀態(tài),。所以電磁噪音產(chǎn)生的因素,不單單只因?yàn)殡姶帕Σǖ念l率,我們還需要了解電動(dòng)機(jī)各部份的振動(dòng)體自然振動(dòng)頻率,。 |
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