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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:" F, B d i/ Z+ y. s
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。0 q1 W% I$ M, Z- M
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。- k9 G, D5 H' P7 q, V( x
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。% X0 e' ~ l) z! s7 ~
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。( k7 `, l$ x3 F5 @, P9 V
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。
" ~, Q& D5 j( @0 N 一、機(jī)械性振動的產(chǎn)生原因與對策
, Q5 p7 r- O- Y: D. ~ 1、轉(zhuǎn)子的不平衡振動
( i* h9 b$ V4 s$ c( Q A、原因:) U- _9 m/ b$ S! U
·制造時的殘留不平衡。: A6 P, K" w8 j _" a, t
·長期間運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生塵埃的多量附著。
; F; o9 d q3 X5 G1 T* J/ C2 ] ·運(yùn)轉(zhuǎn)時熱應(yīng)力引起軸彎曲。; a4 Q5 I5 W2 y( q" v
·轉(zhuǎn)子配件的熱位移引起不平衡載重。
& G8 B. o M( P) n s8 X ·轉(zhuǎn)子配件的離心力引起變形或偏心。
9 k# m$ y8 H" _3 r! R, c0 J4 U ·外力(皮帶、齒輪、直結(jié)不良等)引起軸彎曲。
4 F& Z" J. }) | ·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。9 E& D- ^* b8 U( F( V Z
B、對策:
1 G: ^ t# x# C0 G ·抑制轉(zhuǎn)子不平衡量。
) i$ ]$ X8 X0 M/ R [+ o ·維護(hù)到容許不平衡量以內(nèi)。
1 k( ^( Z% a' r8 k; w' U ·軸與鐵心過度緊配的改善。
/ U' {5 z4 m; Y) z7 _ I ·對熱膨脹的異方性,設(shè)計改善。
5 u$ R8 |! y$ u0 q8 L ·強(qiáng)度設(shè)計或裝配的改善。
2 F) `$ i' m) a s& V ·軸強(qiáng)度設(shè)計的修正,軸聯(lián)結(jié)器的種類變更以及直結(jié)對中心的修正。
6 w$ |3 `2 m) U& R2 d+ w0 K9 Q ·軸承端面與軸附段部或鎖緊螺帽的防止偏靠。- o& t1 A0 \+ w: g
2、軸承之異常振動與噪音
3 x2 h9 d, u3 U- e! Z A、原因:
8 P( x7 p# O8 [: Z8 L ·軸承內(nèi)部的傷。4 E+ U5 E. h5 L( ^& ?: v
·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。# A6 C8 u/ R; n5 e
·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。2 o0 _; Z( [4 R
B、對策:
! J/ U: ^" _9 Y: u& X4 X" |* c ·軸承的替換。
: W% d" r5 r m ·適當(dāng)軸方向彈簧預(yù)壓給軸承間隙的變動。
, ^+ G1 ^( K$ H/ [6 q* }0 R* h+ m ·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 y: T. `- S8 B9 H0 z1 e3 Q, v 3、電刷滑動音4 O& A0 d+ ?' h* c6 f
A、原因:
7 O, T8 u/ q# b% k" k8 Y6 L1 i+ E ·整流子與電刷的滑動時的振動電刷保持器激振產(chǎn)生" \+ x1 v. W* k3 E2 |
B、對策:0 u1 H# ` @; z) r+ `. B6 g1 ]
·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。
: _$ }6 M W: b" f4 N# N 二、流體噪音的產(chǎn)生與對策
4 Q% p- G- C3 Y$ P) b" O1 E 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。
. T" L$ D) U& E" Q 1、風(fēng)扇噪音的大小:! [& s5 F V4 G. g! F8 [
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。
4 N" T6 [: `+ E3 q 噪音dB(A)=70 log D+50 log N+
" D$ B0 \6 i1 K# g% z7 z D:葉片的外徑(m), N:每秒的轉(zhuǎn)數(shù), :常數(shù)32~36,
7 h/ e; @. H+ X+ Q( y% I 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)部時有減音或遮音效果。4 U& L* b N* M+ a8 u( C" W
2、風(fēng)扇噪音的頻率依不同類型而有差異。( v0 M6 e' Y. v% F( H- v
·壓力噪音,為風(fēng)扇的葉片空氣受壓力沖擊產(chǎn)生。
# D6 p& i; d$ \6 t; I0 Z @ ·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。
) L- |7 t" Y! [) }3 }+ | ·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。
0 D1 [7 `$ ]; Q X" [* j 三、電磁噪音(感應(yīng)電動機(jī))4 d* x+ w( j3 A' v- _- o4 v% \, a3 Z
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。
, s. O1 `# s" S9 [" c 1、正弦波電流的電磁噪音:
5 o$ N3 n' I1 q! X' E4 g+ R5 h 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
0 Y Y8 r `" D$ s/ y& @' p0 e A、繞線分布引起的磁動勢高諧波。
6 j: s" Y3 \, d, X1 C B、定子或轉(zhuǎn)子鐵槽產(chǎn)生的槽高諧波。
: j3 ~% D# K/ H0 z% X! u C、鐵心飽和產(chǎn)生的飽和高諧波。% |+ }8 u9 s! r1 q; h
D、偏心引起的偏心高諧波
, K2 \# t8 M; V E、電壓、線圈、磁路等不平衡引起的高諧波。% w# i4 `' P5 |) \( h- u" P0 F
F、槽磁導(dǎo)高諧波等。
5 ?2 F' I% X; M2 G9 g& ~ 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間高諧波磁通。
' ]5 \2 \7 Y9 h% j3 l, Y 2.電磁噪音防止對策:
9 B( e# r" k: l. J$ [4 h9 | A.由電機(jī)設(shè)計上
( P' z# b% u' u% L+ Q) ]! n ·適當(dāng)槽數(shù)組合
, S7 E" F/ O0 \$ O, k0 A ·采用特殊槽: \/ a" G% A4 C2 H% L8 {
·斜槽化
& b r: u8 r) p ·選擇線圈節(jié)距
5 { e- s9 ?& Z4 U ·正弦波繞線
5 Z8 C# O2 D& `0 F7 i- p o ·采用分?jǐn)?shù)槽繞線
" a' n" `1 Z6 g1 W ·氣隙、齒、軛鐵部之磁通密度的適當(dāng)化0 P7 A# b- A! c3 r% {" X3 s* ~
·轉(zhuǎn)子槽部極與厚度的均等化
3 m/ g# m: g+ {6 P. F4 }0 `# P ·采用磁性楔' L" _$ G& k1 U. V% L. _/ M) f0 I
·氣隙的擴(kuò)大1 D8 }) d6 g l8 x! ?; z
B.由機(jī)械設(shè)計上
% Y2 r# k- [3 ~8 S ·消除靜的偏心,提高加工·裝配精度。
, V. _; q& U. u1 J( E6 a% e8 g+ L ·對外力提高軸的彎曲剛性,裝配精密。$ [' z" N# J+ B; a% U9 ?- y4 W, A
·全閉槽消除齒尖厚度不同,提高制造技術(shù)。
5 H, ^& Q. {0 f5 | ·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。3 a0 f* c0 X7 M/ Q" T, p E
·定子、轉(zhuǎn)子避免與電動機(jī)構(gòu)成部材料的共振。* j7 C# X" E3 z6 a
·避免與電動機(jī)裝置機(jī)構(gòu)產(chǎn)生共振。. B) P- c! O! R7 ^$ F
·定子鐵心或軸承支持部的彈性、防振支持。
1 l9 a& S( ~- a, n ·由電動機(jī)外部的遮音或防音的構(gòu)造。; [( f4 D4 M- o, N. z( u( V
C.在使用上,消除電源電壓的不平衡。/ I D/ R6 d% o& ^
·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。6 }# ^5 ~* O( r) U8 \0 {: D7 C
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,不單單只因為電磁力波的頻率,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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