西瑪電機技術(shù)人員為您詳解電機的噪聲。

      西瑪電機噪聲主要來自三個方面，即空氣噪聲、機械噪聲和電磁噪聲，但有時也會將電路內(nèi)部噪聲列入噪聲源之一。電路內(nèi)部噪聲主要來自電路自勵、電源哼聲以及電路元件中的電子流起伏變化和自由電子的熱運動。
1.空氣噪聲

      空氣噪聲主要由于風扇轉(zhuǎn)動，使空氣流動、撞擊、摩擦而產(chǎn)生。噪聲大小決定于風扇大小、形狀、西瑪電機轉(zhuǎn)速高低和風阻風路等情況。

      風扇直徑越大，噪聲越大，減小風扇直徑10%，可以減小噪聲2—3dB。但隨之冷量也會減少。當風葉邊緣與通風室的間隙過小，就會產(chǎn)生笛聲(似吹笛聲)。如果風葉形狀與風扇的結(jié)構(gòu)不合理，造成渦流，同樣也會產(chǎn)生噪聲。由于風扇剛度不夠，受氣流撞擊時發(fā)生振動，也會增加噪聲。此外，轉(zhuǎn)于有凸出部分，也會引起噪聲。

      針對以上產(chǎn)生空氣噪聲的原因，則下列措施有助于減小空氣噪聲：

      合理地設計風扇結(jié)構(gòu)和風葉形狀，避免產(chǎn)生渦流；保證風葉邊緣與通風室有足夠的間隙，在許可情況下，盡量縮小風扇直徑；

      在許可情況下，將氣流轉(zhuǎn)向后再吹(吸)出，可明顯降低噪聲，此在吸塵器中已有采用；

      保證風路通暢，減小空氣的撞擊和摩擦。

      如果從聲源方面還不能控制通風噪聲時，就要采用隔聲或用消聲的方法，還可以在定子徑向風道口附近防置吸聲材料。最簡單也是最有效的隔聲方法是用鋼板、木板或塑料板制成的隔聲罩，把整個電機包圍起來，可降低噪聲20分貝左右，當然這對整體散熱是不利的，而且所占用的空間也比較大。

      風葉的兜風角度對噪音影響較大，角度加大5到10度噪音可減少1到2db。

2.機械噪聲

      空氣噪聲主要由于風扇轉(zhuǎn)動，使空氣流動、撞擊、摩擦而產(chǎn)生。噪聲大小決定于風扇大小、形狀、電機轉(zhuǎn)速高低和風阻風路等情況。

      而軸承內(nèi)外圈滾道中的波紋、凹坑、超糙度是引起噪聲的主要原因。

      試驗表明，噪聲聲壓級與滾動面的波紋高度和波紋數(shù)的乘積成正比。此外，徑向游隙的大小，也影響噪聲，減小徑向游隙，可降低噪聲，但是徑向游隙小的軸承要求配用在兩軸承室同心度高的機殼和端蓋，并且對轉(zhuǎn)子同軸度的要求提高。

      同時潤滑脂質(zhì)量的優(yōu)劣也是影響噪聲的主要原因。噪聲與潤滑脂的粘度有關(guān)，試驗表明，噪聲隨粘度增大而減小，但粘變增大到一定數(shù)值后，噪聲反而增大，這是因為油膜對振動有援沖作用，粘度大、噪聲低，但當粘度過大，轉(zhuǎn)動時出現(xiàn)攪拌聲。

      安裝誤差對軸承噪聲的影響。軸承的安裝誤差超過某一臨界值會使軸承噪聲急劇增大，而臨界角隨軸承徑向游隙減小而減小。圖一表示某單列內(nèi)心軸承在不同徑向游隙時安裝誤差角對噪聲的關(guān)系。

      綜上所述，為足夠降低軸承噪聲，則需要保證軸承內(nèi)外圈滾道的精加工質(zhì)量，在可能的情況下采用小的徑向游隙，以及選用上好的潤滑脂及合適的粘度，控制軸承工裝誤差角在臨界角以下，同樣可以降低滾動軸承的噪聲。

      在西瑪電機結(jié)構(gòu)中采用波形彈簧對軸承外圈施加一個軸向預緊力，可以減消頻率在400Hz左右的嗡嗡聲。因為電機轉(zhuǎn)動時，軸承由于沒有預緊力的作用，軸承內(nèi)的鋼球處于自由狀態(tài)就會發(fā)生自由振動，這種振動是隨機的，而且它還可能與保持架、套圈等發(fā)生碰撞而產(chǎn)生附加噪聲。如果用波形彈簧對軸承外圈增加一個預緊力，它適當?shù)卣{(diào)整了軸承的，當有軸向分量時彈簧對其有阻尼作用而使振動減小，從而減弱鋼珠的自由振動，從而削弱了附加的噪聲。

      用滑動軸承代替滾珠軸承是降低軸承噪聲的最有效的辦法，粉末冶金含油軸承以結(jié)構(gòu)簡單，造價低，噪聲小，頻譜均勻而且比較穩(wěn)定，逐漸被引入到噪聲要求低于40分貝以下的微電機。但這類軸承采用的多孔體結(jié)構(gòu)，容易產(chǎn)生漏油現(xiàn)象，從而影響其潤滑性，而且它的負荷能力比相同外徑的滾動軸承要小一些，而且如果軸與軸承內(nèi)孔表面精密度低、粗糙度大、孔隙率大，供油不足以及鐵銅基石墨含油軸承中的游離滲碳比例過多，分布不均勻，造成個別硬點，也將產(chǎn)生某些高頻噪聲。

      轉(zhuǎn)于不平衡引起的噪聲：高轉(zhuǎn)速電機的轉(zhuǎn)子必須嚴格的進行動平衡校驗，以減少轉(zhuǎn)子殘余不平衡量，轉(zhuǎn)子不平衡噪聲的頻率等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率fa。雖然頻率不高，一般在400Hz以下，但由于引起電機振動，從而使各部分的噪聲增大。當轉(zhuǎn)子的動平衡精度達到G 6.3級時，轉(zhuǎn)子不平衡所引起的噪盧和振動都能顯著地得到改善。

      碳刷與換向器摩擦所引起的噪聲：由于電刷壓在旋轉(zhuǎn)的換向器上而產(chǎn)生摩擦噪聲。一般電機大多采用半塑料換向器，換向器表面的圓度不好，片間云母因下刻而略下凹，從而使摩擦噪聲增大，并使噪聲的頻率提高。換向器圓度不好以及換向片表面不平使噪聲增大。

      此外，碳刷座結(jié)構(gòu)不夠牢固，從而引起周期性振動也會使噪聲增大。

      綜上所述，嚴格控制換向器的圓度，保證表面良好的光潔度和跳動，以及采用堅固牢靠的碳刷座結(jié)構(gòu)，都能降低電刷和換向器摩擦所引起的噪聲。

3.電磁噪聲

      作用在西瑪電機定子、轉(zhuǎn)子空氣隙中的交變電磁力會使電機定轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動及噪聲。由于氣隙磁場不僅有基波而且還有一系列高次諧波存在，這些磁場相互作用將產(chǎn)生周期性的作用力，基波及高次諧波電磁力均會引起振動及噪聲。電磁聲頻率分布大多在100-4000Hz之間。振動及噪聲強度的大小與電磁力的大小和定子、轉(zhuǎn)子剛度有關(guān)。當激發(fā)振動的電磁力與振動的零部件的自振頻率相吻合時，將會產(chǎn)生共振，振動及噪聲也將顯著增加。電磁力有徑向分量和切向分量，電磁力徑向分量在引起電機振動及噪聲方面起主要作用，它使定子鐵心產(chǎn)生徑向振動，徑向振動產(chǎn)生的噪聲為電機電磁噪聲的主要成分。在采用單數(shù)槽轉(zhuǎn)子沖片時，槽致噪聲成為電磁噪聲的最主要部分。電機運行過程中，單數(shù)槽的轉(zhuǎn)子鐵芯周期性地受到單邊磁拉力的變化所產(chǎn)生的，其原因可通過圖一來解釋。

      在圖二(a)中，上磁極極弧下覆蓋三個轉(zhuǎn)子槽，而下磁極極弧只覆蓋兩個轉(zhuǎn)子槽，此時上部磁拉力大，下部磁拉力小，使定子鐵芯有向上移動的趨勢。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動半個槽距后，則如圖二(b)所示，此時下磁極極弧覆蓋了三個轉(zhuǎn)子槽，而上磁極極弦只覆蓋了兩個轉(zhuǎn)子槽，此時的磁拉力情況起了變化，下部磁拉力大，上部磁拉力小，因此定子鐵芯有向下移動的趨勢。所以在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，定子鐵芯產(chǎn)生周期性的上下振動。同理，轉(zhuǎn)子受到了周期性變化的單邊磁拉力，從而引起轉(zhuǎn)子振動。

      采用雙數(shù)槽轉(zhuǎn)子時，不會發(fā)生上述情況，但轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時槽位變化，在氣隙中造成脈振磁場，也可能引起振動。

      在電磁噪聲中，除上述原因所產(chǎn)生的噪聲外，還由于電流中的高次諧波分量，在定轉(zhuǎn)子氣產(chǎn)生諧波磁場，也會產(chǎn)生不均勻的力矩，造成振動而產(chǎn)生噪聲。

      由于電磁噪聲在電機總噪聲中所占的份量不大，所以在電機的設計和制造中往往不針對性地減少電磁噪聲來采取措施。但對限止噪聲有過高的要求時（如空調(diào)水泵電機等一些用于室內(nèi)電氣且噪音要求比較高的場合），并在空氣噪聲、機械噪聲已取得有效的抑制的情況下，可采用轉(zhuǎn)子斜槽、增大定轉(zhuǎn)子氣隙以及降低磁通密度等措施來減小電磁噪聲。

      關(guān)于電機的噪聲的解讀，希望對大家能有所幫助，如果還有其它不明白的地方，歡迎咨詢西瑪電機技術(shù)人員。

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