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關(guān)于高壓風機電機的噪音
1噪聲是由物體的振動產(chǎn)生的，再通過空氣或其它彈性介質(zhì)才能傳播到人的耳朵。它由很多雜亂無章的單調(diào)聲音混合而成,。其中20Hz～20000Hz是人們耳朵可以聽到的頻率,。低于20Hz的波叫次聲波，高于20000Hz的波叫超聲波,。噪聲直接影響人們的身體健康,，太強或長時間噪聲，會使人十分痛苦,、難受,，甚至使人耳聾或死亡。噪聲是現(xiàn)代社會污染環(huán)境的三大公害之一,。為了人民的身體健康,，標準化組織（ISO）規(guī)定了人們?nèi)菰S噪聲的標準，噪聲dB(A)859396115(）電機是產(chǎn)生噪聲的聲源之一,，電機又在家庭,、商業(yè)、辦公室以及工農(nóng)醫(yī)等行業(yè)廣泛而大量地應(yīng)用著,，與人民的生活密切相關(guān),。隨著社會的進步，人們對污染環(huán)境的噪聲提出了越來越高的要求與限制,，尤其對與人們密切接觸的家用電器更是如此,。這方面，先進尤其重視,。我國政府歷來重視人民的健康,，對限制噪聲不遺余力。
因此,，盡量降低電機的噪聲,，生產(chǎn)低噪聲的電機，給人們創(chuàng)造一個舒適,、安靜的環(huán)境是每個設(shè)計者與生產(chǎn)者的職責,。
2電機噪聲的分類根據(jù)電機噪聲產(chǎn)生的不同方式,大致可把其噪聲分為三大類:①電磁噪聲；②機械噪聲,；③空氣動力噪聲,。
3電磁噪聲電磁噪聲主要是由氣隙磁場作用于定子鐵芯的徑向分量所產(chǎn)生的。它通過磁軛向外傳播,，使定子鐵芯產(chǎn)生振動變形,。其次是氣隙磁場的切向分量,，它與電磁轉(zhuǎn)矩相反，使鐵芯齒局部變形振動,。當徑向電磁力波與定子的固有頻率接近時,，就會引起共振，使振動與噪聲大大增強,，甚至危及電機的,。根據(jù)麥克斯韋定律，氣隙磁場中單位面積的徑向電磁力按下式計算：式中：B——氣隙磁密θ——機械角位移μ0——真空磁導率由于定,、轉(zhuǎn)子繞組中存在著主波磁勢與各次諧波磁勢,，它們相互作用可以產(chǎn)生一系列的力波。
3.1主波磁場產(chǎn)生的力波主波磁場B1所產(chǎn)生的徑向力波為：Pr1=P0+P1,，式中,，是徑向力的不變部分，它均勻作用于圓周上,，使定子鐵芯受到壓縮應(yīng)力,。不變部分不會產(chǎn)生振動與噪聲。P1=P0cos(2pθ-2ω1t-2θ0),，其中p主波的極對數(shù),，ω1—主波的角速度，θ0—初相角,。P1是徑向力波的交變部分,，這個力波的角頻率是2ω1，即2倍的電源頻率,，它使定,、轉(zhuǎn)子產(chǎn)生2倍電源頻率的振動與噪聲。它的強度與氣隙磁密的平方成正比,。這在兩極的大容量電機中,，容易產(chǎn)生較大的影響，而在一般情況下,，由于它的頻率較低,，其影響不顯著。
3.2諧波磁場產(chǎn)生的力波諧波磁場產(chǎn)生的力波所引起的振動與噪聲,，一方面與該力波的幅值大小有關(guān),，也與力波的次數(shù)有關(guān)。在大多數(shù)情況下,，次數(shù)小于10的影響較大，高次數(shù)的力波一般不考慮,。所以一定要選擇合適的定轉(zhuǎn)子槽配合,，以避免產(chǎn)生較低次的力波,。若Z1和Z2分別代表定、轉(zhuǎn)子槽數(shù),，則要求：Z1-Z2≠(0或2p),Z1-Z2≠(±1或2p±1),，Z1-Z2≠(±2或2p±2),Z1-Z2≠(±3或2p±3)。
3.3由一階齒諧波所產(chǎn)生的力波由于定子或轉(zhuǎn)子上齒槽的影響,，磁導將產(chǎn)生周期性變化,，而引起氣隙磁密的大小周期性變化，而產(chǎn)生了齒諧波,。這齒諧波所引起的振動與噪聲可采用斜槽的方法,，將其削弱。一般情況下,，轉(zhuǎn)子斜一個定子槽距時,，其齒諧波所產(chǎn)生的徑向力要比直槽時小得多。
3.4單邊磁拉力所產(chǎn)生的力波由于定,、轉(zhuǎn)子的偏心,，或磁路的不對稱，將引起磁通分配的不對稱,，而出現(xiàn)一邊受力大,、一邊受力小的現(xiàn)象，也就產(chǎn)生了單邊磁拉力,。它隨著轉(zhuǎn)速而周期性地變化,。當其中極對數(shù)為p±1的附加磁場與主波磁場相互作用時，所產(chǎn)生的力波次數(shù)為±1,，這樣低的力波很可能引起振動與噪聲,。因此，我們在設(shè)計或加工時,，定,、轉(zhuǎn)子圓度一定要達要求，磁路一定要對稱,、均勻,。在電機裝配中，應(yīng)校驗定,、轉(zhuǎn)子的同軸度,，使之在精度要求范圍內(nèi)。
3.5降低電磁噪聲的方法綜上所述產(chǎn)生電磁噪聲的成因,，我們可采用下列方法降低電磁噪聲,。⑴盡量采用正弦繞組，減少諧波成份；⑵選擇適當?shù)臍庀洞琶?，不?yīng)太高,，但過低又會影響材料的利用率；⑶選擇合適的槽配合,，避免出現(xiàn)低次力波,；⑷采用轉(zhuǎn)子斜槽，斜一個定子槽距,；⑸定,、轉(zhuǎn)子磁路對稱均勻，迭壓緊密,；⑹定,、轉(zhuǎn)子加工與裝配，應(yīng)注意它們的圓度與同軸度,；⑺注意避開它們的共振頻率,。
4機械噪聲機械噪聲包括軸承噪聲、因轉(zhuǎn)子不平衡而產(chǎn)生的噪聲及裝配偏心而引起的噪聲,。另外,，直流電機和串勵交流電機中的碳刷也會產(chǎn)生振動而引起噪聲。在很多情況下,，機械噪聲往往成為電機噪聲的主角,。
4.1軸承噪聲的產(chǎn)生與控制由于軸承隨電機轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，因滾珠,、內(nèi)圈,、外圈表面的不光滑，它們之間有間隙,，滾珠的不圓或內(nèi)部混合雜物,，而引起它們間互相碰撞產(chǎn)生振動與噪聲。其產(chǎn)生的噪聲值與滾珠,、內(nèi)外圈溝槽的尺寸精度,、表面粗糙度及形位公差等有很大關(guān)系。有人認為,，只要采用精密軸承就可以降低軸承噪聲,，殊不知使用后，反而使噪聲增加,。原因是軸與軸承內(nèi)圈的配合過緊,，使精密軸承的內(nèi)圈變形大于普通軸承的變形量，因而跳動,、振動加大,，噪聲上升。 所以軸承與軸承室、軸的配合也是非常重要的,。降低軸承噪聲應(yīng)采取下列方法：
⑴一般應(yīng)采用密封軸承,，防止雜物進入；
⑵軸承生產(chǎn)廠在軸承裝配前,，對滾珠、內(nèi)圈,、外圈的機加工一定要達到設(shè)計要求,，在裝配時，應(yīng)有嚴格的退磁清選工序,，洗去油污與鐵屑,。事實證明，清洗后的軸承比清洗前的軸承噪聲一般降低3dB,。潤滑脂一定要清潔干凈,，絕不能含有任何鐵屑、灰塵和雜質(zhì),；
⑶軸承外圈與軸承室的配合,、內(nèi)圈與軸的配合，一般不宜太緊,。軸承外圈與軸承室的配合,，其徑向間隙宜在3～9μm的范圍內(nèi)；
⑷為消除轉(zhuǎn)子的軸向間隙,，必須對軸承施加適當?shù)膲毫?。一般選用波形彈簧墊圈或三點式彈性墊圈，且以放在軸伸端為宜,；
⑸對于噪聲要求特別的電機,，宜選用低噪聲軸承。當負載不太大時,，可采用含油滑動軸承,，它比同尺寸的滾動軸承的噪聲有時可低10dB左右；4.2轉(zhuǎn)子機械不平衡產(chǎn)生的噪聲與控制如果一個電機轉(zhuǎn)子（包括上面的繞組）的質(zhì)量分布是均勻的,，制造與安裝時的圓度和同心度是合格的,，則運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，它對軸承或支架的壓力只有靜壓力,，即轉(zhuǎn)子本身的重量,。如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布是不均勻的，則轉(zhuǎn)子是不平衡的轉(zhuǎn)子,，它轉(zhuǎn)動時就會產(chǎn)生附加的離心力,，軸承或支架就會受到周期性附加離心力的作用，通過軸承或支架傳到外殼，引起振動,，產(chǎn)生噪聲,。當不平穩(wěn)量過大或轉(zhuǎn)速過高，將使電機無法正常工作,，甚至損壞或飛逸,，后果十分嚴重。電機中冷卻風扇的不平衡同樣也會產(chǎn)生較大的噪聲,。轉(zhuǎn)子的平衡有二種：靜平衡與動平衡,。靜平衡的轉(zhuǎn)子不一定動平衡，但動平衡的轉(zhuǎn)子一定會靜平衡,。所以轉(zhuǎn)子僅校靜平衡是不夠的,，對于速度較高的轉(zhuǎn)子必須校動平衡。目前常用兩種方法使之平衡：去重法與加重法,。去重法效率較高,，但對鐵芯會造成一定損傷，特別是在不平衡量較大時,，就不宜采用此法,。加重法的加工效率不高，但比較靈活,，且不損傷轉(zhuǎn)子鐵芯,。不平衡的風扇同樣需要校動平衡。圖1是德國工程師學會（VDI）標準規(guī)定的電機允許的殘留不平衡量或總偏心值,。圖1允許的殘留不平衡量或總偏心值
a—對于小電樞,；
b—對于固定的渦輪發(fā)電機或有特殊要求的中型或大型電樞；
c—對于特殊要求的小電樞,；
d—對于精密磨床的電樞,。
4.3碳刷裝置噪聲的產(chǎn)生與控制碳刷裝置的噪聲是由碳刷位置安裝不良或碳刷與刷架的配合不當或碳刷壓力不適合及換向器表面有毛刺或圓度不夠等多方面的原因所產(chǎn)生的。圖2是部分電機廠的經(jīng)驗曲線,，它說明了碳刷的傾斜角α及刷架外面的伸出長度l1與噪聲大小的關(guān)系,。當電機為25～50W，轉(zhuǎn)速為3500～5000r/min,，并使用常規(guī)換向器與碳刷時的值是：傾斜角α為0°,，伸出長度l1為2～4mm，碳刷與刷架之間的間隙為0.2mm,。另外,，還應(yīng)選擇換向性能與摩擦性能良好的碳刷也有助于降低噪聲。圖2a—電刷一換向器系統(tǒng)的幾何形狀,；
⑴電刷,；⑵刷架,；⑶換向器表面，α是傾斜角,，l1外部電刷長度,；b─噪聲與α的關(guān)系；c─噪聲與l1的關(guān)系,。
5空氣動力噪聲的產(chǎn)生與控制電機的空氣動力噪聲是由旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子及隨軸一起旋轉(zhuǎn)的冷卻風扇造成空氣的流動與變化所產(chǎn)生的,。流動愈快、變化愈劇烈,，則噪聲越大,。空氣動力噪聲與轉(zhuǎn)速,、風扇與轉(zhuǎn)子的形狀、粗糙度,、不平衡量及氣流的風道截面的變化和風道形狀有關(guān),。風扇噪聲在電機的噪聲中往往占主要地位。
降低空氣動力噪聲的主要措施如下：
⑴對散熱良好或溫升不高的電機盡量取消風扇,，消除噪聲源,；
⑵對外風扇，在設(shè)計時盡量不留通風裕量,，優(yōu)先采用軸流式風扇,；
⑶外風扇與轉(zhuǎn)軸的聯(lián)接不用鍵聯(lián)接，而采用滾花直紋工藝,；
⑷外風扇應(yīng)厚薄均勻,、無扭曲變形、間距均勻,，且應(yīng)校動平衡,；
⑸風道中盡量減少障礙物，有風道的宜采用流線形風道,，風道的截面變化不要突然,；
⑹轉(zhuǎn)子的表面應(yīng)盡量光滑。
6降低噪聲的其它措施由于噪聲雖是由物體的振動產(chǎn)生的,，但它還必須通過空氣或其它彈性介質(zhì)如金屬,、水等才能傳播到人的耳朵。因此,，人們可以采用隔離法來阻斷或衰減噪聲的傳播,。所渭隔離法，是用金屬或吸音材料把噪聲源包裹起來,，或把噪聲源與支架的聯(lián)接由剛性聯(lián)接改為彈性聯(lián)接,，使噪聲在傳播過程中受到很大的衰減或使物體的振動減小,，防止振動擴大，從而降低了噪聲,。