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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:
- {* s4 p: b3 T 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),。
2 [/ \5 Y4 O. m" A 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。
& D0 e5 n0 ]( }2 v. A 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。
- d, F6 S- Y' |; u; g/ O- f1 L1 i 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。
* z, ?6 b& M* X6 H, _. M2 f 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,。5 f$ L2 O* f& {! J7 O
一,、機(jī)械性振動(dòng)的產(chǎn)生原因與對(duì)策, F4 S; ^+ u* L3 S- c9 s
1、轉(zhuǎn)子的不平衡振動(dòng)
# a0 E/ ~* t) w7 Q) B' @% O9 i A,、原因:
, ]5 X. `* s" m$ I; |/ _, D1 ?, L ·制造時(shí)的殘留不平衡,。& [% E( ?. n$ X: B9 \3 P6 M
·長(zhǎng)期間運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生塵埃的多量附著。7 z7 P# Y: e K9 S8 g. k# p
·運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)熱應(yīng)力引起軸彎曲,。: V1 B1 H9 A- B" i* C6 n* @
·轉(zhuǎn)子配件的熱位移引起不平衡載重,。
6 J% r- j5 X; g( [- H+ w1 y ·轉(zhuǎn)子配件的離心力引起變形或偏心。0 F% \ X! C7 P& ]! ]' y% q
·外力(皮帶,、齒輪,、直結(jié)不良等)引起軸彎曲,。2 r/ N) G! ^8 B' 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,。3 [7 ]9 S, b, b. k- J- Q* _1 L
B、對(duì)策:3 I* A7 r5 a7 s5 C! z0 d
·抑制轉(zhuǎn)子不平衡量,。! o& C/ P q: }$ O0 A6 o2 ^
·維護(hù)到容許不平衡量以內(nèi),。
1 D% a) U# c" Z2 T) Y ·軸與鐵心過(guò)度緊配的改善。
: m+ Q: S* K( l" A( ] \; D5 z+ F ·對(duì)熱膨脹的異方性,,設(shè)計(jì)改善,。1 w: U; w$ K7 k( L2 b x4 o
·強(qiáng)度設(shè)計(jì)或裝配的改善。7 W W4 M) j4 {* M0 H/ P/ q
·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,。. J# n- c, W9 A
·軸承端面與軸附段部或鎖緊螺帽的防止偏靠。0 `( n( b6 T- k$ R# A
2,、軸承之異常振動(dòng)與噪音5 w& j$ M4 J- M% l1 q5 c$ K8 A& e2 [
A,、原因:
, `- y% M7 M9 H2 m8 C$ e2 N ·軸承內(nèi)部的傷。
$ N9 G/ q. D# G" a ·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,。
4 F3 V4 ]1 f. R! Q+ t, 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,。
; Q( ~6 p1 A* ]6 W4 j% \* Z& ?( G B、對(duì)策:. w" s) N( Q( d& G9 s' k c9 s
·軸承的替換,。8 M+ W. ]# k; D+ `+ R' |, G
·適當(dāng)軸方向彈簧預(yù)壓給軸承間隙的變動(dòng),。
' C/ ]9 |* N0 A0 E8 k6 Z- I ·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),。
& {6 G+ O3 b! V 3、電刷滑動(dòng)音8 B X: B' K; X6 d2 s
A,、原因:" y( ~9 m: _3 k7 s
·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' s1 n: A& ?8 L; d
B,、對(duì)策:
1 @2 ?' a: U" n- q- ]2 S ·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,。$ D0 P9 o/ L8 f* x. F4 }9 K
二、流體噪音的產(chǎn)生與對(duì)策 ^! i; y9 ?0 P5 Z3 Z2 E; ^
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,。" e4 ]4 I" I: Z: o! x( L
1,、風(fēng)扇噪音的大小:
5 T" v2 z/ q( M' Q/ F 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,。
& J* G, X) A Q* Z8 \ 噪音dB(A)=70 log D+50 log N+! j' g4 V6 i0 Y+ [* [7 B) B" O
D:葉片的外徑(m),, N:每秒的轉(zhuǎn)數(shù),�,。撼�(shù)32~36,,
' @3 R& p4 u& 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/ f1 x+ C( S+ D4 A ^0 z 2,、風(fēng)扇噪音的頻率依不同類型而有差異。
- X9 r5 L: R8 `6 ~; i ·壓力噪音,,為風(fēng)扇的葉片空氣受壓力沖擊產(chǎn)生,。
! v/ p) M2 Z0 e0 ~' T h ·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。2 A% ] }3 N3 D" K( x7 Y' R
·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。
6 m i, E& k4 x& _ 三,、電磁噪音(感應(yīng)電動(dòng)機(jī))/ b6 m1 `1 s( S! {
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,。$ G8 Z) M% i: m3 F7 e
1,、正弦波電流的電磁噪音:( j7 Y/ H+ f& `% {* r4 k/ N) z8 z
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
2 p( A" N( Z6 u3 ]7 h/ B) |7 k A、繞線分布引起的磁動(dòng)勢(shì)高諧波,。
) ~( o% z- [4 x6 ?* q" T B,、定子或轉(zhuǎn)子鐵槽產(chǎn)生的槽高諧波。
" {- g6 D' \3 i5 `& W, I C,、鐵心飽和產(chǎn)生的飽和高諧波,。
6 N% D: Y# P' k) _1 A o; H9 K D、偏心引起的偏心高諧波
" e4 k0 J* W; E$ ~; r E、電壓,、線圈,、磁路等不平衡引起的高諧波。6 g; b' Q5 U0 e. k8 i* d, Z1 {
F,、槽磁導(dǎo)高諧波等,。
3 D) y! s' n: E& {7 ?, S, G" f( o 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,。
]5 p. W; [- e# P 2.電磁噪音防止對(duì)策:9 P* U2 i! e5 \- }' Z
A.由電機(jī)設(shè)計(jì)上: i% L0 E; \0 i3 ^! i( S4 w/ g* r
·適當(dāng)槽數(shù)組合
% M1 F4 A1 O m$ x. D ·采用特殊槽
1 `; C2 h0 ]& Y7 c* G* p ·斜槽化
7 S+ |9 m8 Y$ V( s ·選擇線圈節(jié)距
9 b6 J" l2 O3 S' P. L( I$ b0 T ·正弦波繞線
0 B8 a0 ]1 K+ b- i ·采用分?jǐn)?shù)槽繞線/ \# b6 Z) c) U; G( d
·氣隙、齒,、軛鐵部之磁通密度的適當(dāng)化
! f0 s: j2 N4 J1 `# K% G1 L' V2 w ·轉(zhuǎn)子槽部極與厚度的均等化
- g( A2 Y$ {. M6 d ·采用磁性楔
7 s. Z8 s5 x3 C+ }1 ^ ·氣隙的擴(kuò)大4 ~; T8 ^) |' V7 i" W! c& a
B.由機(jī)械設(shè)計(jì)上
! I7 y7 \5 x- R. [7 N ·消除靜的偏心,,提高加工·裝配精度。
) T3 [4 I' c8 y8 [! L; m ·對(duì)外力提高軸的彎曲剛性,,裝配精密,。4 _0 n$ V" W ^* p' o+ K
·全閉槽消除齒尖厚度不同,提高制造技術(shù),。
% L6 E+ R1 g3 w" j ·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,。
) P$ D8 J2 [% R5 H8 { ·定子,、轉(zhuǎn)子避免與電動(dòng)機(jī)構(gòu)成部材料的共振。
3 X1 U/ D7 W* N0 | N/ K ·避免與電動(dòng)機(jī)裝置機(jī)構(gòu)產(chǎn)生共振,。
+ e: k% R" I( i; S9 L- j ·定子鐵心或軸承支持部的彈性,、防振支持。
9 ]$ ?- K. v' h7 v1 Z. W, o ·由電動(dòng)機(jī)外部的遮音或防音的構(gòu)造,。
+ F! Y1 Y4 x0 k/ E C.在使用上,,消除電源電壓的不平衡。
& Y4 @8 u5 z8 Z3 x ·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,。/ e! E3 k% Z) F( T
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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