浙江漢豐分享:如何確定磁噪聲的原因并實施解決方案?
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所有噪聲源于通過空氣、液體或固體材料傳播壓力波的機械力,人類聽力范圍內的噪聲頻率通常在20 Hz至20 kHz之間。電機中的磁噪聲也稱“電磁”或“電”噪聲,由磁化部件在其交變磁場中的吸引力和排斥力產生的機械力(如壓力)引起的。交變磁場以兩倍的線頻(如嗡嗡聲)激發振動和噪聲,僅在電機通電時,如果斷電后噪音立即停止,則其來源是磁噪聲。
磁噪聲通常是二極和四極電機的第二大噪聲源(風阻是第一大噪聲源),也可能是六極或更多極電機的主要噪聲源。這主要是因為低速磁芯的定子殘留硅鋼片的深度比極數較少的高速磁芯的定子深度小(見圖1),2極和6極定子鐵芯中的殘留硅鋼片,這使得它們更容易變形,并因較小的力產生更大的振幅振動。由于氣隙較小以及軸承和殼體配合超差的偏心效應,具有六個或更多極的低速電機容易產生更高的噪聲級。
如果磁噪聲是其主要來源,則當施加負載時,電機的整體噪聲會增加,通常,對于二極和四極電機,空載和滿載時的總噪聲級差異很小,但對于六極或更多極的電機,差異可能很大。電機設計師通過使氣隙盡可能大(同時保持可接受的功率因數)來管理磁噪聲,它們可以減少由氣隙變化引起的磁力,并通過使用更長的磁芯來降低氣隙磁通密度,從而通常提高功率因數。
另一個考慮因素是閉合槽不會導致磁噪聲增加,這解釋了為什么設計師更喜歡閉合槽轉子,他們也喜歡為隨機繞線定子提供最小開口的半封閉槽,盡管更寬的槽開口會使繞組更容易插入。
磁噪聲的一種相關形式是滑動噪聲,這種相對較低音量、較低頻率的高頻成分跳動可能會令人反感,因為它是間歇性的。作為滑動的一個函數,在負載下更為明顯,頻率隨滑動而直接變化。原因可能包括轉子棒或端環打開,但打滑噪聲通常與轉子的均勻性缺陷有關,補救措施是更換新轉子。
轉子槽的傾斜可以降低磁噪聲,但對于最佳傾斜槽的數量,甚至是計算其對產生的噪聲的影響的準確方法,還沒有一致意見。一個常見的建議是傾斜轉子,至少有一個轉子或定子槽(以槽數較少的為準),任何較小的偏差都不會顯著降低磁噪聲,較大的偏差通常會降低電機性能。
不均勻的氣隙會導致不平衡的磁拉力,在最小氣隙的方向上會產生更強的磁力,這會使定子、轉子和機架變形,同時產生電磁噪聲,在降低的電壓下運行電機是一個簡單的診斷工具。例如,如果電機在全電壓下發出噪音,但在額定電壓的一半時聲音良好,則應關注氣隙和諸如外殼加工不當或轉子偏芯等問題。氣隙不均勻的原因有:偏芯轉子偏芯定子彎曲的軸軸頸加工與轉子體不同心軸承箱(或套筒軸承)不同心端部支架與定子的配合不同心變形的外殼。與兩極電機相比,制造差異對低速電機磁噪聲的影響更大,這是因為四極或多極電機的氣隙比二極電機小得多,這使得它們的誤差幅度小得多。
結論:
確定電機中的噪聲源通常比糾正它更具挑戰性,一種有條不紊的調查方法可以縮小可能性,讓解決問題變得更容易。如果噪聲是由電機設計中的某些因素(例如制造缺陷或異常)引起的,則解決方案是找到電機中的主要磁噪聲產生的原因以及選擇合適的減少或消除它們的方法。