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發(fā)表于 2010-9-2 16:25:22
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一般評估電動機(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及噪音的情形較多,。而電動機(jī)產(chǎn)生的振動噪音,主要有:* [1 q: i X4 v: B
1,、機(jī)械振動噪音,,為轉(zhuǎn)子的不平衡重量,產(chǎn)生相當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)的振動,。
% O9 i3 s7 E, g7 n 2,、電動機(jī)軸承的轉(zhuǎn)動,正常的情形產(chǎn)生自然音,,精密小型電動機(jī)或高速電動機(jī)情形以外,,幾乎不會有問題。但軸承自然的振動與電動機(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,,潤滑不良產(chǎn)生摩擦音等問題產(chǎn)生。) n/ c9 E3 j: u8 F4 D, ^3 y1 z- c; `
3,、電刷滑動,,具有電刷的DC電動機(jī)或整流子電動機(jī),會產(chǎn)生電刷的噪音,。. g+ z% p5 M& ]+ w! ^+ R S! j. N! Z4 }' N
4,、流體噪音,,風(fēng)扇或轉(zhuǎn)子引起通風(fēng)噪音對電動機(jī)很難避免,很多情形左右電動機(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。
4 |' ?9 i, Q- h 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,。
3 N2 \7 I: ]" G! K 一,、機(jī)械性振動的產(chǎn)生原因與對策
) K% Y v' z' O" F" c 1、轉(zhuǎn)子的不平衡振動) A& {* X' }- ^$ _7 i
A,、原因:' G7 e2 b s1 [! N) U4 s/ d, g0 A
·制造時(shí)的殘留不平衡,。
5 r4 l, z, p( h, D* B4 }, x; V2 ` ·長期間運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生塵埃的多量附著。
, l5 h6 l, H) d& g; w ·運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)熱應(yīng)力引起軸彎曲,。1 T2 s' Z. T: e+ P3 y
·轉(zhuǎn)子配件的熱位移引起不平衡載重,。
& M. w+ }- g4 }% b1 C5 i" d ·轉(zhuǎn)子配件的離心力引起變形或偏心。; N+ Z" V Z4 w7 c& ~, B
·外力(皮帶,、齒輪,、直結(jié)不良等)引起軸彎曲。
$ ]3 c. E; e3 a, L: o5 i2 i ·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,。2 D0 I. E! {- F- C: M
B,、對策:
4 ]4 n8 i9 W8 v' G6 b1 ~5 Q$ E ·抑制轉(zhuǎn)子不平衡量。8 a6 q4 I! ^, S' j4 T$ c6 m
·維護(hù)到容許不平衡量以內(nèi),。8 x- W+ j7 y! j1 h" L
·軸與鐵心過度緊配的改善,。7 s7 F5 u: \3 c" E; ~
·對熱膨脹的異方性,設(shè)計(jì)改善,。
: p- _& G+ l9 B q0 x ·強(qiáng)度設(shè)計(jì)或裝配的改善,。- \( u& U. b2 n r. H! S% h/ A
·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)對中心的修正,。 F3 t" p; t+ g! R/ ~
·軸承端面與軸附段部或鎖緊螺帽的防止偏靠,。 }+ v1 B% B6 a; J& z3 k
2、軸承之異常振動與噪音
\% S: ^$ `4 L9 r: Z4 E4 a6 T A,、原因:
) d" R6 J0 w, B& p5 x% f6 l( b+ Q ·軸承內(nèi)部的傷,。8 t2 }2 n. H: G% N2 G, _
·軸承的軸方向異常振動,軸方向彈簧常數(shù)與轉(zhuǎn)子質(zhì)量組成振動系統(tǒng)的激振,。- O1 K$ m/ a9 i# m5 u
·摩擦音:圓柱滾動軸承或大徑高速滾珠軸承產(chǎn)生潤滑不良與軸承間隙起因,。1 L2 M7 Z3 d( m1 L: f
B、對策:
% i9 z( ~+ O) d4 d2 o ·軸承的替換。0 x" B2 {" J/ y
·適當(dāng)軸方向彈簧預(yù)壓給軸承間隙的變動,。
/ k) l1 t3 v. n0 T0 G* S! G8 E ·選擇軟的滑脂或低溫性優(yōu)秀的滑脂,,殘留間隙使小(須注意溫升問題),。
7 b' f- J0 n7 {' D3 F 3,、電刷滑動音% ^+ ^7 S x. U4 v! d1 o
A、原因:
) i* K* ^ H! k ·整流子與電刷的滑動時(shí)的振動電刷保持器激振產(chǎn)生9 b- r1 r+ t" X) [# m* a
B,、對策:
m! I$ M6 n6 c7 `+ O9 ^! X8 D ·握刷的彈性支持,、選擇電刷材質(zhì)與形狀、抑制側(cè)壓引起的電刷振動及提高整流子的精度等,。
2 E7 ]% p+ B8 S1 L 二,、流體噪音的產(chǎn)生與對策" ^$ x) A/ d* P0 m: H
電動機(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 H' i, R" p( A2 P- d 1,、風(fēng)扇噪音的大小:
! F' l$ `& U5 o 電動機(jī)一般求兩方向轉(zhuǎn)動,,風(fēng)扇的葉片為徑向直線葉片,,效率不良,而且噪音大,。噪音值約由下式來求,。但測定電動機(jī)的軸中心高度,距離有1m的情形,。
5 B7 k g, j" R" P 噪音dB(A)=70 log D+50 log N+8 X( O: |* o6 Q8 U: ?/ D
D:葉片的外徑(m),, N:每秒的轉(zhuǎn)數(shù),�,。撼�(shù)32~36,,
$ D$ U5 l+ m2 P5 e 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,。* D# P. z: m9 V3 U
2、風(fēng)扇噪音的頻率依不同類型而有差異。5 F$ v& B2 p8 q) Y3 E2 H' ?
·壓力噪音,,為風(fēng)扇的葉片空氣受壓力沖擊產(chǎn)生,。
% ? U- @9 i9 E% D+ r4 @! o ·擾流噪聲,為葉片周邊空氣流動的擾亂起因者,,徑向直線葉片的風(fēng)扇,,電動機(jī)的用途上可說不可避免。
% [6 z+ D5 F. O; \0 } ·風(fēng)扇與其它部份的干涉引起的氣笛音,,為接近轉(zhuǎn)動葉片存在其它部份空氣如流通,,產(chǎn)生激烈的氣笛音。
& D _2 C7 l. a6 ?$ S 三,、電磁噪音(感應(yīng)電動機(jī))6 P/ S+ C# `! I; y9 r1 y0 @
有關(guān)電磁噪音,,其電磁噪音由耳朵的聽感感度良好頻率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)電動機(jī)較DC電動機(jī)常有電磁噪音問題,因此以感應(yīng)電動機(jī)為中心說明,。電磁噪音感應(yīng)電動機(jī)通稱“磁音”,,對此種的研究,首先要了解正弦波電流的電磁噪音,。7 V) p; k8 F7 W) U
1,、正弦波電流的電磁噪音:8 i/ j8 f2 l, O% B+ X
因正弦波電流,感應(yīng)電動機(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。主要產(chǎn)生電磁噪聲之氣隙高諧波磁通原因者,,有
1 v# z" ^; K# c' ~3 {/ r A,、繞線分布引起的磁動勢高諧波。
4 O0 {+ R L. f* C B,、定子或轉(zhuǎn)子鐵槽產(chǎn)生的槽高諧波,。
- w: R1 y3 W3 k C、鐵心飽和產(chǎn)生的飽和高諧波,。. L, Y! T# I i1 n
D,、偏心引起的偏心高諧波- a( k3 B3 Y5 e5 M+ i# ~* M/ J
E、電壓,、線圈,、磁路等不平衡引起的高諧波,。" }! U$ y; M Q- ~% ?" j
F、槽磁導(dǎo)高諧波等,。
% Q1 T) C3 K; | 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,。, D) ? ]% L+ y" k
2.電磁噪音防止對策:
! ?5 T1 P: S7 o; r; C A.由電機(jī)設(shè)計(jì)上" C" W: {; s$ m! X
·適當(dāng)槽數(shù)組合
$ ?6 i' I! p' x) o4 n& V$ A ·采用特殊槽( P# j5 J5 `8 t* J1 N! g! [5 P
·斜槽化0 r" {: D8 X3 [/ j
·選擇線圈節(jié)距
8 y* U8 X0 O' G) M8 [* P- P ·正弦波繞線5 T4 ^% E' `& `- a; r
·采用分?jǐn)?shù)槽繞線0 x% b* l2 a' @
·氣隙,、齒、軛鐵部之磁通密度的適當(dāng)化7 l6 F+ b {! ^; K/ I% [# J+ E1 S
·轉(zhuǎn)子槽部極與厚度的均等化
$ p0 L5 G/ o% G; V0 \ ·采用磁性楔% @' y, o( t1 z
·氣隙的擴(kuò)大
6 \9 y/ E( H& c* x$ C' M, \5 z B.由機(jī)械設(shè)計(jì)上
8 P5 u0 B) H# y4 q" E ·消除靜的偏心,,提高加工·裝配精度,。
+ ] i7 G- E4 U5 Z' U7 b/ c x ·對外力提高軸的彎曲剛性,裝配精密,。
5 Z0 r8 t; f* A; j; S ·全閉槽消除齒尖厚度不同,,提高制造技術(shù)。: J3 k' r2 j' n" U5 O
·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。. U8 J/ v1 f/ p& a% {
·定子,、轉(zhuǎn)子避免與電動機(jī)構(gòu)成部材料的共振,。# ]3 X" d& o% G' S8 P0 z% f- Y2 ^
·避免與電動機(jī)裝置機(jī)構(gòu)產(chǎn)生共振。; n; b6 l/ C. }+ v
·定子鐵心或軸承支持部的彈性,、防振支持,。
& T/ A- y. ]6 x* e8 {- G+ y3 F ·由電動機(jī)外部的遮音或防音的構(gòu)造。' m7 j: o) I+ t$ S- |
C.在使用上,,消除電源電壓的不平衡。% i8 d8 K4 K# V
·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,。
' y, ]1 s8 a3 B) h/ Y* L& M# h 但并非所有電動機(jī)的噪音問題,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機(jī)各部份的振動體自然振動頻率,。 |
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