当前位置: 首页 > 中国电气工程学报 > 2020年11期 > 电机振动噪音影响因素

中国电气工程学报【2020年第11期】

  • ID:275016
  • 浏览:338
  • 学科:文化科学
  • 更新时间:2021-06-10 09:09:07
  • 期刊: 中国电气工程学报
内容简介
《中国电气工程学报》由中国机械工业联合会主管,机械工业信息研究院主办。杂志主要刊登电力工程等方面的文章。

电机振动噪音影响因素

2021-06-10 09:12:57 文化科学 姬中营
资料简介

摘要:对于电机来说,噪声是一项非常重要的指标。通风、机械和电磁是影响电机噪声的三个主要因素,要想有效解决电机噪声问题,首先要找到产生噪声的具体原因,然后采取针对性措施来消除或降低噪音。本文分析了电机噪声产生的原因,并提出具体的控制措施,为减少噪声污染做出一份贡献。

电机振动噪音影响因素

姬中营

上海鸣志电器股份有限公司(鸣志电器(太仓)有限公司) 上海市 201100

摘要:对于电机来说,噪声是一项非常重要的指标。通风、机械和电磁是影响电机噪声的三个主要因素,要想有效解决电机噪声问题,首先要找到产生噪声的具体原因,然后采取针对性措施来消除或降低噪音。本文分析了电机噪声产生的原因,并提出具体的控制措施,为减少噪声污染做出一份贡献。

关键词:电机;振动噪音;影响因素

电机噪音的产生可能由单一原因造成,也可能由多方面原因造成,会对人们的正常生活和工作造成一定影响,还会在一定程度上对电机设备造成损害。电机自身机械设备的日常工作运行过程、电机内部元件故障、设备长时间运行或不当的认为操作等都有可能导致噪声出现。电机运转零部件之间产生的撞击和摩擦或是结构共振会形成机械噪音,这类噪音种类繁多,比较复杂,电机设备是机械噪音的直接来源。要想彻底解决噪音问题,还需要从设备自身分析,找到产生噪音的部位,并采取有效措施予以改进和优化,从而解决电机在高速运转时出现的噪音问题。

1导致电机振动噪音的原因

1.1电机转子和电机轴承不平衡产生的噪音

机械和电气是电机的两个组成部分,当电机出现故障时,应从这两方面进行分析。通常情况下,电磁方面、机械故障或转动部分不平衡是引起电机出现振动噪音的几个原因。因此,应针对电机转子和电机轴承不平衡方面进行重点研究。当前,制动轮、耦合器、联轴器和转子的不平衡转动比较常见,其中,轴承不平衡转动时容易出现异常声响,转子引起的不平衡则需要实际测量单转电机的具体振动值。另外,当转动部分的机械出现松动情况时,也容易导致转动部分的不平衡。比如转子绑扎较松、销钉和斜键松动或支架松动等情况。

1.2电机设备超负荷运行产生的噪音

由于电机设备附近具有较活跃的磁场活动,而且设备自身负载着较大的电流流量,当电机设备高速运转时,就会让磁场从电机设备附近形成,随着时间的推移,这种电机惯性就会接连出现,导致电磁产生声音,使得噪音越来越大。电机的电流和自身负载呈正比关系,电机自身负载越大,电流也就越大,当负载超过电机自身可以承受的范围时,就会产生电流噪音。

1.3持续压力使电机设备产生噪音

电磁的持续供应可以维持电机设备周围的磁场稳定,持续性的电源和电流是电机设备的供电特征,对于电磁噪音的电机设备长期以来使用的都是持续性电压,从而使得磁场也具有持续性,如果电压一直不发生变化,就会导致电机设备的磁场增大,而产生的噪音也会随之增大。驱动方式选择不合理会导致电机设备产生持续性压力,在电机运行过程中,由于驱动器自身原因,在通电之后会发生振动现象,从而使得电机在高速运转的情况下产生噪音。

1.4因机械故障产生的振动噪音

机械故障原因产生的振动噪音可以从以下几个方面表现出来:(1)齿轮和联轴器与电机直接相连,如果它们出现问题,就会在运行过程中出现诸多故障,比如齿式联轴器的形状和距离不对、联轴器错位、轮齿磨损严重或齿轮咬合不良等,这些问题就会在一定程度上产生振动噪音[1]。(2)在安装电机的过程中,如果出现安装不当的情况,使得联动部分的轴系不对中,中心线没有完全重合,定心出现错误,就会产生振动噪音。另外,在实际作业中,在冷却的情况下,联动部分的中心线是重合的,但是经过一段时间的运行后,转子支点和基准出现变形,使得中心线遭到破坏,从而产生振动噪音。

1.5电机自身结构存在缺陷

电机自身结构存在缺陷或不当的安装过程,也会导致振动噪音的产生。转轴弯曲以及轴和轴瓦之间的距离过大或过小等是其主要表现。在电力安装过程中没有达到刚度要求,电机和基础板之间没有做到很好的固定,轴承板和基础板之间出现松动等也会导致电机振动,从而出现噪音。需要特别注意的是,如果存在过大或过小的轴和轴瓦之间的间隙,不仅会产生振动噪音,还会严重影响轴瓦的温度,从而引发电气故障。

2控制电机振动噪音的措施

2.1 提高转子的转动平衡精度

由于转动不平衡是引起电机振动噪音的主要原因,所以提高转子的转动平衡精度是一种很好的噪音处理方法,将噪音控制在一定的范围内。具体操作方法如下:第一,让转子各部位的平衡量分布更加均匀,在实际工作中,可以选择两个校正面,以此来减小离心力。另外,尽量选择与轴承档距离较近的支点,从而让平衡效果保持在最佳水平。第二,将平衡机的转速提到最大,风扇鼓风时产生的不平衡径向力会随着转速和直径的不同而发生变化,所以应最大程度提高平衡机转速,以此提升平衡实验中的精确度,让获得的数据信息更为准确。第三,在转子结构设计工作中加强对称性和同轴度设计的重视,确保转子动平衡。如果具备相应的条件,还可以进一步加工风扇和绕组支撑的平面和圆周,保证非加工平面的光滑度和平整度,从而进一步保证同轴度。

2.2 优化电机自身结构

针对电机自身结构存在的问题进行改进和优化,能够有效解决和控制电机振动噪音问题。首先,需要提升电机的设计水平,选择合适的槽数加以组合,还可以合理应用特殊槽。选择合适的线圈节距,采用正弦波绕线和分数槽值绕线方法,确保合适的齿和气隙之间的磁通密度。其次,不断优化电机机械设计,在进行电机机械设计时,为了解决齿尖厚度不同的问题,可以采取全闭槽,以此提高制造技术水平。为了防止和电动机的装置机构之间出现共振现象,可以将防震装置设置在轴承支持部位,提高振动弹性[2]。还可以在电动机外部,加设防音或遮音装置。最后,从电机日常使用入手,通过研究可以发现,在电机使用过程中出现的电机振动噪音问题并不是全部跟电磁力波有关,当由定子或转子的自然电机振动数接近或保持一致时,会形成共振,其中一部分噪音就是这种原因导致,所以在对电机振动噪音影响因素进行分析时,需要对电动机各部分电机振动体的自然振动频率有所了解。除此以外,还应选择与电机相兼容的驱动方式,不断加强驱动器的改进和优化工作,比如为了避免驱动切换时产生负电流,有效降低驱动带来的噪音,可以对驱动切换模式进行改进。在电机运转过程中,为了防止出现电流噪音,就需要严格控制电机负载,确保不超出电机自身可以承受的范围,控制电机负载也就实现了对电流的有效控制,电流越小,出现噪音的可能性也就越小。

2.3 从源头切断噪音产生途径

电机在正常运行时,会受到多种内部或外部的电机噪音影响,需要从噪音源头找到根本的解决方法。电机在正常运转的过程中,一般会从陈旧故障部件中发出不同程度的噪音,老旧的部件或存在故障的部件出现松动变形的情况,会对其他正常部件造成磨损,使得设备在运转时的摩擦力增大,从而导致振动噪音的产生[3]。因此,在平时使用过程中应定期对电机的零部件进行检查维修,在检修时要严格遵照检修制度开展工作,找到问题后利用先进的维修设备做好维修工作。空气动力产生的噪音是电机噪音的另外一个源头,电磁空气动力是一种技术性的电机设备,噪音产生的原因是电磁造成的高次谐波磁石的密度增大。为了使磁通密度降低,可以采用磁性槽值,这是比较常用的降低高次谐波密度的方法。在比较小的电机定子或转子中,让平均径向力减少,可以有效降低噪音,在大型电机中,由于容易受到外部因素的影响,可能会产生更大的噪音,所以为了减少噪音的排放,可以最大程度消除感应电机中的堵转。

结语

综上所述,本文分析了电机振动噪音的原因,并针对噪音问题提出控制措施。随着社会的发展和进步,电能已经成为当前重要的能源,电机振动也成为工业噪音的重要组成部分,对人们的正常工作和生活造成严重影响。所以,电机制造企业在生产电机的过程中,应将噪音问题作为重点关注对象,加强对振动噪声产生原因的分析,不断提升电机设计水平,制定更加科学的工艺生产流程,确保最大程度将噪音控制在可以接受的范围之内。在促进企业经济效益提升的同时,也为员工提供更加优质的工作环境。

参考文献:

[1]韩雪岩、李春雷、张新刚.永磁辅助同步磁阻电机振动噪声准解析计算及影响因素分析[J]. 电机与控制学报,2020,193(11):5-12.

[2]曹婷婷.对机械结构振动噪声仿真及控制技术的相关分析[J].现代信息科技,2019,3(24):163-164.

[3]刘慧娟,宋腾飞,张振洋,等.电动汽车用永磁同步电机电磁振动与噪声性能优化[J].南京航空航天大学学报(英文版),2020,37(2):332-342.