电机噪音分析
电机噪音实验报告结论
一、实验背景随着工业和民用领域的不断发展，电机作为一种重要的动力设备，广泛应用于各个行业。
然而，电机在运行过程中产生的噪音问题日益突出，不仅影响设备的使用寿命，还严重干扰了人们的工作和生活环境。
为了解电机噪音产生的原因及规律，本实验对电机噪音进行了测量和分析。
二、实验目的1. 了解电机噪音产生的原因及规律；2. 分析不同工况下电机噪音的变化；3. 为降低电机噪音提供理论依据。
三、实验方法1. 实验设备：声级计、电机、实验架、测试架、频谱分析仪等；2. 实验步骤：（1）将电机固定在实验架上，并确保电机稳定运行；（2）使用声级计测量电机在不同工况下的噪音值；（3）使用频谱分析仪分析电机噪音的频谱特性；（4）对比不同工况下电机噪音的变化规律。
四、实验结果与分析1. 电机噪音产生的原因（1）电机本身的结构特点：电机内部存在大量的转动部件，如转子、定子、轴承等，这些部件在高速旋转过程中会产生振动，从而产生噪音；（2）电机运行过程中产生的电磁干扰：电机在运行过程中，电流和磁场的变化会引起周围空气的振动，进而产生噪音；（3）电机冷却系统：电机冷却系统中的风扇和散热器在运行过程中会产生噪音；（4）电机周围环境：电机周围环境的振动、噪声等因素也会对电机噪音产生影响。
2. 不同工况下电机噪音的变化规律（1）电机转速：随着电机转速的增加，噪音值也随之增大。
这是因为转速越高，转动部件的振动越剧烈，从而产生更大的噪音；（2）负载：电机负载越大，噪音值越高。
这是因为负载增加导致电机内部温度升高，转动部件的振动加剧；（3）环境温度：环境温度越高，电机噪音值越大。
这是因为高温环境下，电机内部部件的膨胀和老化程度加剧，导致振动加剧；（4）电机冷却系统：电机冷却系统中的风扇和散热器在运行过程中产生的噪音与转速、负载等因素有关。
3. 电机噪音频谱特性分析通过频谱分析仪对电机噪音进行频谱分析，发现电机噪音主要集中在低频段，频率范围在几十赫兹到几百赫兹之间。
电机噪音的分析
电机噪音的分析^p1、保持器声“唏利唏利……”原因分析^p ：由保持器与滚动体振动、冲撞产生，不管光滑脂种类如何都可能产生，承受力矩、负荷或径向游隙大的时候更容易产生解决方法：A 、进步保持器精B 、选用游隙小的轴承或对进口轴承施加预负荷C 、降低力矩负荷，减少安装误差D 、选用好的油脂2、连续蜂鸣声“嗡嗡……”原因分析^p ：马达无负荷运转是发出类似蜂鸣一样的声音，且马达发生轴向异常振动，开或关机时有“嗡”声音详细特点：多发光滑状态不好，冬天且两端用球轴承的马达多发，主要是轴调心性能不好时，轴向振动影响下产生的一种不稳定的振动解决方法：A 、用光滑性能好的油脂B 、加预负荷，减少安装误差C 、选用径向游隙小的轴承D 、进步马达轴承座钢性E 、加强轴承的调心性注：第五点起到根本改善的作用，采用02小沟曲率，01大沟曲率。
3、漆锈原因分析^p ：由于电机轴承机壳漆油后干，挥发出来的化学成分腐蚀轴承的端面、外沟及沟道，使沟道被腐蚀后发生的异常音详细特点：被腐蚀后轴承外表生锈比第一面更严重解决方法：A 、把转子、机壳、晾干或烘干后装配B 、降低电机温度C 、选用适应漆的型号D 、改善电机轴承放置的环境温度E 、用适应的油脂，脂油引起锈蚀少，硅油、矿油最易引起F 、采用真空浸漆工艺4、杂质音原因分析^p ：由轴承或油脂的清洁度引起，发出一种不规那么的异常音详细特点：声音偶有偶无，时大时小没有规那么，在高速电机上多发解决方法：A 、选用好的油脂B 、进步注脂前清洁度C 、加强轴承的密封性能D 、进步安装环境的清洁度5、高频、振动声“哒哒…...”详细特点：声音频率随轴承转速而变化，零件外表波纹度是引起噪音的主要原因。
解决方法：A 、改善轴承滚道外表加工质量，降低波纹度幅值B 、减少碰伤C 、修正游隙预紧力和配合，检查自由端轴承的运转，改善轴与轴承座的精度安装方法6、升温详细特点：轴承运转后，温度超出要求的范围原因分析^p ：A 、光滑脂过多，光滑剂的阻力增大B 、游隙过小引起内部负荷过大C 、安装误差D 、密封装备的摩擦E 、轴承的爬行解决方法：A 、选用正确的油脂，用量适当B 、修正游隙预紧力和配合，检查自由端轴承运转情况C 、改善进口轴承座精度及安装方法D 、改良密封形电机轴承简介在费拉里斯和特斯拉创造多相交流系统后，19世纪80年代中期，多沃罗沃尔斯基创造了三相异步电机，异步电机无需电刷和换向器，但长期高速运行，轴承维护保养仍是难题。
常见电机噪音的分析
电机噪音与能源效率关系的研究
总结词
研究电机噪音与能源效率的关系有助于深入了解噪音对电机性能的影响，进而提出有效的降噪措施。
详细描述
电机噪音与能源效率的关系是一个复杂的研究领域。通过研究，可以更深入地了解噪音产生的机理以及其对电机 性能的影响。这有助于开发出更高效、低噪音的电机，提高能源利用效率。研究方法包括实验测试、数值模拟和 数材料，吸收和降低噪音的 传播。
01 03
抑制方法
02
设计合理的通风 duct，降低 气流速度和湍流强度。
05 电机噪音的未来研究方向
新型电机噪音抑制材料的研究
总结词
研究新型材料以降低电机噪音是未来的重要研究方向，这些材料应具备高效、环保和可持续的特点。
详细描述
随着科技的进步，新型电机噪音抑制材料的研究正在逐步深入。这些材料需要具备高效吸收和阻隔噪 音的特性，同时还要环保和可持续，以适应现代社会对环境保护的需求。研究的方向包括开发新型吸 音、隔音材料，以及优化现有材料的性能。
根据不同的应用场景和环境要求，制 定相应的电机噪音限值标准，以限制 噪音对环境和人体的影响。
声音质量等级
根据声音的品质、清晰度和悦耳度等 指标，对电机噪音进行等级划分，以 评价其可接受度。
检测设备
声压计
用于测量电机附近的声压级，是声压法的常用 设备。
声强探头和测量设备
用于测量电机发出的声功率，是声强法的常用 设备。
电机噪音的分类
按产生机理分类
可分为机械噪音、电磁噪音和流体动力噪音 等。
按频率范围分类
可分为低频噪音、中频噪音和高频噪音等。
按传播方式分类
可分为空气传播噪音和固体传播噪音等。
02 常见电机噪音的产生原因
电机故障及噪音分析
一、电机故障判断及维修案例电动机运行或故障时，可通过看、听、闻、摸四种方法来及时预防和排除故障，保证电动机的安全运行。
一、看观察电动机运行过程中有无异常，其主要表现为以下几种情况。
1.定子绕组短路时，可能会看到电动机冒烟。
2.电动机严重过载或缺相运行时，转速会变慢且有较沉重的"嗡嗡"声。
3.电动机正常运行，但突然停止时，会看到接线松脱处冒火花；保险丝熔断或某部件被卡住等现象。
4.若电动机剧烈振动，则可能是传动装置被卡住或电动机固定不良、底脚螺栓松动等。
5.若电动机内接触点和连接处有变色、烧痕和烟迹等，则说明可能有局部过热、导体连接处接触不良或绕组烧毁等。
二、听电动机正常运行时应发出均匀且较轻的"嗡嗡"声，无杂音和特别的声音。
若发出噪声太大，包括电磁噪声、轴承杂音、通风噪声、机械摩擦声等，均可能是故障先兆或故障现象。
1.对于电磁噪声，如果电动机发出忽高忽低且沉重的声音，则原因可能有以下几种。
（1）定子与转子间气隙不均匀，此时声音忽高忽低且高低音间隔时间不变，这是轴承磨损从而使定子与转子不同心所致。
（2）三相电流不平衡。
这是三相绕组存在误接地、短路或接触不良等原因，若声音很沉闷则说明电动机严重过载或缺相运行。
（3）铁芯松动。
电动机在运行中因振动而使铁芯固定螺栓松动造成铁芯硅钢片松动，发出噪声。
2.对于轴承杂音，应在电动机运行中经常监听。
监听方法是：将螺丝刀一端顶住轴承安装部位，另一端贴近耳朵，便可听到轴承运转声。
若轴承运转正常，其声音为连续而细小的"沙沙"声，不会有忽高忽低的变化及金属摩擦声。
若出现以下几种声音则为不正常现象。
（1）轴承运转时有"吱吱"声，这是金属摩擦声，一般为轴承缺油所致，应拆开轴承加注适量润滑脂。
（2）若出现"唧哩"声，这是滚珠转动时发出的声音，一般为润滑脂干涸或缺油引起，可加注适量油脂。
电机噪音分析
电机噪音分析本文转载自湘电集团有限公司1 引言噪声是由物体的振动产生的，再通过空气或其它弹性介质才能传播到人的耳朵。
它由很多杂乱无章的单调声音混合而成。
其中20Hz～20000Hz是人们耳朵可以听到的频率。
低于20Hz的波叫次声波，高于20000Hz的波叫超声波。
噪声直接影响人们的身体健康，太强或长时间噪声，会使人十分痛苦、难受，甚至使人耳聋或死亡。
噪声是现代社会污染环境的三大公害之一。
为了保障人民的身体健康，国际标准化组织（ISO）规定了人们容许噪声的标准，如表1。
表 1每天最长工作时间（h）8 4 2 -噪声dB(A) 85 93 96 115(最大）电机是产生噪声的声源之一，电机又在家庭、商业、办公室以及工农医等行业广泛而大量地应用着，与人民的生活密切相关。
随着社会的进步，人们对污染环境的噪声提出了越来越高的要求与限制，尤其对与人们密切接触的家用电器更是如此。
这方面，先进国家尤其重视。
我国政府历来重视人民的健康，对限制噪声不遗余力。
表2是我国产品标准规定的部分家用电器的噪声限值。
表2 我国部分家用电器的噪声限值dB(A）电冰箱（250升以下）洗衣机吸油烟机电磁灶吸尘器洗衣机镇流器空调器（2500W、分体式）52 75 75 50 84 72 35 45因此，尽量降低电机的噪声，生产低噪声的电机，给人们创造一个舒适、安静的环境是每个设计者与生产者的职责。
2 电机噪声的分类根据电机噪声产生的不同方式,大致可把其噪声分为三大类:①电磁噪声；②机械噪声；③空气动力噪声。
3 电磁噪声电磁噪声主要是由气隙磁场作用于定子铁芯的径向分量所产生的。
它通过磁轭向外传播，使定子铁芯产生振动变形。
其次是气隙磁场的切向分量，它与电磁转矩相反，使铁芯齿局部变形振动。
当径向电磁力波与定子的固有频率接近时，就会引起共振，使振动与噪声大大增强，甚至危及电机的安全。
根据麦克斯韦定律，气隙磁场中单位面积的径向电磁力按下式计算：式中：B——气隙磁密θ——机械角位移μ0——真空磁导率由于定、转子绕组中存在着主波磁势与各次谐波磁势，它们相互作用可以产生一系列的力波。
永磁同步电机的振动与噪音解析
理想次数
二、定位力矩
啸叫
大电机噪音与电流波形 噪音频率为电流频率的18倍 机械转速的180次
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理想次数
三、方波无刷直流电机力矩波动与噪音
波动力矩 波动力矩—指令一定下不同转角对应的电磁力矩波动分量 引起的原因：电动势e和电流 i 的波形偏离了理想波形
Tr
1
ei
T
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❖存在幅值偏差Δi
Tr
2 i sin 2
3
--υ＝2P
❖ 存在相位偏差Δθ
Tr
2 i cos 2
3
--υ＝2P
❖ 存在恒定成分ΔI
Tr I sin --υ＝P
存在 次谐波成分i
Tr icos( 1)
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五、抑制措施
电机本体
定位力矩 优化电机系统固有频率
控制器
力矩波动
方波驱动器 正弦波驱动器
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一、振动与噪音机理
合成磁动势：
F (,t) Fs cos[p(1 ) 1t] Frk cos[kp(0 t)]
k
气隙磁密： B (，t) F / S
单位面积力： B2 (，t) 20
N, cos( t) ,
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一、振动与噪音机理
一、不随时间变化的恒定力波，即零次力波。恒定力波只是对定 子铁心产生静压力时铁心产生静变形，不产生振动和噪音; 二、定子磁动势同次谐波，力波角频率为2ηω1; 三、转子磁动势同次谐波，力波角频率为2kω1; 四、定子磁动势不同次谐波，力波角频率为(ηi±ηj)ω1 ; 五、转子磁动势不同次谐波力波，角频率为(ki±kj)ω1 ; 六、定、转子磁动势不同次谐波力波，角频率为(ηi±kj)ω1; 七、定、转子磁动势同次谐波力波，角频率为2ηiω1;
电机噪声 频谱
电机噪声 频谱
电机噪音的分析主要涉及到频谱分析。
电机的噪声源可大致分为电磁噪声、机械噪声和空气动力噪声三类，其中电磁噪声的频率处于高频段，与驱动器开关频率相关，其幅值对电机的整体噪声水平有决定性影响。
通常，我们会用到频谱测试仪来对电机噪音进行分析以识别噪音源。
这种设备可以将我们听到的声源进行不同频段的细化，然后根据图表就可以比较准确地确定噪音源，从而提出改善电机噪音的方向性的建议。
在实际应用中，通常会将电机的整机噪频谱绘制出来，其中的X 轴表示频率，Y轴表示声压级。
峰值则代表了被测对象在某个频率下的声压级。
这样一份完整的电机整机噪频谱图不仅可以了解到电机型号、厂家、测试电源及日期等信息，还能通过观察某个频率下的峰值噪音，其声压级与总分贝之间的差值大小，来评价电机的噪音等级。
电动机运行有异常噪音的原因及处理
电动机知识电动机运行有异常噪音的原因及处理1、当定子与转子相擦时，会产生刺耳的“嚓嚓”碰擦声，这多是轴承有故障引起的。
应检查轴承，损坏者更新。
如果轴承未坏，而发现轴承走内圈或外圈，可镶套或更换轴承与端盖。
2、电动机缺相运行，吼声特别大。
可断电再合闸，看是否能再正常起动，如果不能起动，则可能有一相熔丝断路。
开关及接触器触头一相未接通也会发生缺相运行。
3、轴承严重缺油时，从轴承室能听到“咝咝”声。
应清洗轴承，加新油。
4、风叶碰壳或有杂物，发出撞击声。
应校正风叶，清除风叶周围的杂物。
5、笼型转子导条断裂或绕线转子绕组接头断开时，有时高时低的“嗡嗡”声，转速也变慢，电流增大，应检查处理。
另外有些电动机转子和定子的长度配合不好，如定子长度比转子长度长得太多，或端盖轴承孔磨损过大，转子产生轴向窜动，也会产生“嗡嗡”的声音。
6、定子绕组首末端接线错误，有低沉的吼声，转速也下降，应检查叫正。
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无刷电机电磁噪音振动的最主要原因分析和有效解决途径
这个板块中关于噪音的问题非常多。
在此我总结了 1 下，只从最常见发生机率最大也是刚刚开始做无刷最容易忽视的情况做 1 个分析和有效解决方案，我看好多的噪音求助就属于我下面要说的噪音种类了。
先说这种情况下的原因，解决方案相信大家看完了就应该知道怎么做了。
所有的电动机均呈现某种形式的齿槽效应。
齿槽效应越低电动机转动越平稳。
在电动机和电动机的铁芯结构中的磁体所产生的非均匀磁场形成了齿槽效应：当转子中的磁体切割定子齿时产生磁力。
当磁力从 1 个齿转到另外 1 个齿时，磁力帮助或阻止转动，使转子有规律的加速或者减速。
不均匀的磁拉力产生的齿槽效应。
电动机转动不平稳会引起速度脉动和转矩脉动、效率损耗、振动和噪音。
速度脉动是指全过程内的速度变化或者速度波动；而转矩脉动则描述了全过程内的转矩变化，槽中绕铜导线将增加这一效果。
而从 1个齿到另外 1 个齿的不平衡拉力也在转子中产生了径向偏差，根据这一个产生的齿槽效应的强弱，相应幅度的电磁振动和电磁噪音将随之出现。
这种情况在无刷电机中表现最为明显。
根据这个基础在保证满足基本性能要求情况下，调整相关参数或气隙或磁钢磁场强度或者其他，只要是减弱齿槽效应的就可以，相对来说已经做好的电机调气隙是最方便的，直接降低了气隙磁密，这样可以解决或者削弱90%（这里不是说噪音的幅度是说电磁噪音的种类）以上的电磁噪音，只不过需要牺牲其他方面的性能。
具体调整矛盾的程度自己把握控制。
至于为什么，因为不管是电枢结构或者是电磁参数不当或者材料共振频率或者其他原因所形成的电磁振动噪音最终要表现于外时，必须得通过1 个途径，那就是气隙。
控制了气隙也就可以直接影响电磁振动。
这里要说明一下电磁振动是电磁噪音的声源，他们本为 1 体，只不过因为其他相关原因表现出来的幅度不同而已。
这里我有点疑惑，这个相对于做过成熟的无刷设计者来说应该是众所周知了的问题吧？为什么没人把它明白的说出来，这个论坛上我没见到人说，只看见到处的噪音求助和讨论。
电机异常噪音的原因分析与处理方法
电机异常噪音的原因分析与处理方法随着科技的不断发展，电机在各个领域的应用越来越广泛。
然而，一些电机在运行过程中会出现异常噪音，这不仅会影响电机的性能，还会引起用户的不满。
因此，及时分析和处理电机异常噪音的原因，对于提高电机的工作效率和用户体验至关重要。
首先，我们来分析电机异常噪音的可能原因。
电机异常噪音主要可以归结为机械因素和电磁因素两个方面。
机械因素是指电机本身的机械结构和装配不合理导致的噪音。
常见的机械因素包括轴承磨损、齿轮间隙、轴承松动、机械零件失衡等。
当电机工作时，这些机械因素会引起不稳定的运动和振动，进而产生噪音。
电磁因素则是指电机在工作时的电磁场引起的噪音。
首先，电机的铁芯在工作时会有磁动力产生，如果铁芯设计不良或存在缺陷，会产生不规则的振动和共振现象，进而产生噪音。
其次，电机在工作时会产生电磁感应现象，当电机的绕组设计不合理或存在绝缘损坏时，会引起电流激励产生的振动和噪音。
针对以上的问题，下面将介绍一些处理电机异常噪音的方法。
首先，对于机械因素引起的噪音，我们可以采取以下措施进行处理。
首先，定期对电机进行检查和维护，包括轴承的润滑和更换、齿轮的校准和清洁等。
其次，合理优化电机的机械结构和装配，确保各个零部件的质量和配合度。
此外，振动减震器和隔音材料的使用也可以有效地降低机械噪音。
对于电磁因素引起的噪音，我们可以采取以下措施进行处理。
首先，合理优化电机的电磁设计，包括铁芯的设计和材料选择、绕组的结构和匝数等。
其次，选用质量好的绝缘材料，确保电机的绕组良好绝缘。
同时，可以采用屏蔽措施，减少电磁感应产生的噪音干扰。
还可以通过控制电机的电流和频率，减小电机的磁动力和振动。
除了上述方法外，我们还可以从源头上降低噪音。
在电机的设计和制造过程中，应该始终考虑噪音控制的问题，选用低噪音的材料和零部件，并进行合理的结构设计和装配工艺。
在工作过程中，可以通过合适的工作环境和使用方式来降低噪音。
总结起来，电机异常噪音的原因分析与处理方法主要包括机械因素和电磁因素两个方面。
电机电磁噪声的分析资料
电机电磁噪声的分析定转子的槽配合的选择对电磁噪音的影响很大，选择合适的槽配合是降低电磁噪音最有效、最经济的方法，因此，在选择定转子槽配合时要慎重。
要避免出现幅值较大，次数较低的力波，幅值较大的定转子齿谐波磁场由定转子槽数决定，由电机学，可知定转子一阶齿谐波作用产生的力波次数m 为，()()12m Z p Z p =±+±±+式中1Z 、2Z - 定、转子槽数、p -极对数定子相带谐波与转子一阶齿谐波作用产生的力波次数（对定子60 相带整数槽绕组）为：()()26m Kp p Z p =+±±+式中012K =±±⋯、、定转子二阶齿谐波作用产生的力波次数为：()()1222m Z p Z p =±+±±+在设计时，应尽量避免定转子槽配合产生较低的m ，另外齿谐波幅值随转子槽数增大而减小。
因此，为了降低电机的电磁噪音，在选择定转子槽数时应采用远槽多槽配合，即 2Z 与 1Z 相差较大及21Z Z 〉，电动机二维（力波频率与力波阶次）电磁噪声理论由异步电动机气隙磁密波的作用,在定子铁心齿上产生的磁力有径向和切向两个分量。
径向分量使定子铁心产生的振动变形是电磁噪声的主要来源；切向分量是与电磁转矩相对应的作用力矩,它使齿对其根部弯曲,并产生局部振动变形,这是电磁噪声的一个次要来源；电磁噪声一般在极数较多、功率较大的电机中比较明显,并且是引起负载时噪声增大的重要原因。
三相异步电动机运行时，气隙中存在基波与一系列谐波磁场，它们相互作用除产生引起转矩的切向力外，还会产生许多高次、频率且各不相同的旋转径向电磁力波，这些径向力波作用在定转子上，使它发生径向周期性变形，即产生频率等于径向力波频率的振动，该振动传到机座，引起机座的振动，从而又使机座周围的空气脉动而引起电磁噪声，电机本身都有固有的振动频率，当径向力波频率与电机的固有频率相同或相近时，就会引起共振，产生很大的电磁噪音。
电机噪音不良分析报告
CHAPTER 04电机噪音Leabharlann 检测和评估方法检测设备和方法
检测设备
通常使用声级计或频谱分析仪等设备来检测电机噪音。这些 设备能够准确地测量和记录噪音的强度和频率分布。
检测方法
在检测电机噪音时，通常将声级计放置在距离电机一定距离 的位置，以模拟实际运行环境中的噪音水平。同时，还需要 考虑环境因素如温度、湿度和风速等对检测结果的影响。
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转子不平衡
转子质量分布不均或转子弯曲，导 致转子在高速旋转时产生振动和噪 音。
机械松动
电机内部部件的松动，如机座、端 盖等，会导致振动和噪音的产生。
电磁噪音
01
02
03
磁场不平衡
由于绕组匝间短路、电源 电压波动等原因，导致电 机磁场不平衡，产生噪音。
电磁振动
电磁力波在电机结构中传 播时，引起结构的振动和 噪音。
切换噪音
在电机控制系统中，电流 换向或电压切换时产生的 噪音。
空气动力噪音
风叶切割空气噪音
风叶设计不合理或转速过 高，导致风叶切割空气产 生噪音。
通风 fan噪音
通风 fan 运转时产生的气 流噪音，如叶片旋转产生 的涡流声等。
进排气噪音
电机进排气口设计不合理 或气流受阻，导致进排气 产生的噪音。
噪音评估标准和方法
评估标准
电机噪音的评估通常基于国际或国内的相关标准，如ISO 1685等。这些标准规 定了不同类型电机在不同条件下应达到的噪音限值。
评估方法
评估电机噪音的方法包括A计权声压级、 A计权声功率级、 C计权声功率级等。 根据不同的评估目的和要求，选择合适的评估方法来确定电机噪音是否符合标 准要求。
CHAPTER 03
电机噪音的分析与降低技术
电机噪音的分析与降低技术摘要:电机的噪音研究涉及了电磁、机械振动、物理声学、数学等许多学科,并且电机本身结构的复杂性也加大了研究的困难。
本文主要对电机噪音的形成原因进行分类,并对主要噪音降低技术进行了分析论述。
关键词:噪音降低技术电机据北京市疾控中心调查表明,噪音导致的职业病发病率为10%～12%,位居各种职业病之首,因此噪音已经与污水、废气成为污染环境的三大公害。
而噪音污染的主要来源是机电行业,尤其集中在纺织、机械企业,长期或长时间在充满噪音的环境中工作或生活易使人急躁、易怒,降低工作质量和效率;同时引起噪音的不正常振动也会影响电机本身的使用寿命,因此电机噪音已成为衡量电机质量的一项重要技术指标,各电机科研机构和企业都在考虑如何降低电机噪音的问题。
1 电机噪音的分析关于电机噪音的研究十分复杂,涉及机械振动、物理声学、数学、电磁、电子学等多个领域,它不仅仅受电机某个运动部件的影响,还要考虑电机的整体作用。
根据噪音产生的原因,通常将电机噪音分为电磁噪音、机械噪音和通风噪音[1]。
1.1 电磁噪音电磁噪音主要来源于电磁振动,是由电机气隙磁场作用于电机铁心产生的电磁力所激发引起的,而电机气隙磁场又取决于气隙磁导和定转子绕组磁动势[2]。
电机运行时气隙中存在基波和一系列谐波磁场,它们相互作用,除产生引起电磁转矩切向力外,还产生许多次数、频率各不相同的旋转径向电磁力波。
这些力波作用在定转子上,致使其出现周期性的径向变形。
由于转子铁心刚度较大不易产生振动,故一般仅考虑定子铁心及机座的振动,该振动引起的噪音即为电磁噪音[3]。
2.2 机械噪音机械噪音是由电机运转部分的摩擦、撞击、不平衡以及结构共振形成的。
电机轴承在繁重的工作状态下运转时,滚珠和外圈滚道相接处会发生弹性变形,滚道变形随接触处的变化呈周期性变化,产生振动和噪音[4]。
轴承装机后,内外圈的配合及轴承游隙对电机噪音也有一定的影响。
同时换向噪噪音在有滑环和换向器的电机中是不可避免的,主要包括电刷与滑环和换向器的滑动连接处产生摩擦噪音、电刷在电机旋转时周期性的撞击换向片产生的噪音、电刷和换向片或滑环接触导电过程中产生的火花噪音[5]。
电机噪音分析范文
电机噪音分析范文引言电机噪音是指电机运行时所产生的声音，其大小和频谱特性对于电机的工作效率和使用环境有很大影响。
因此，了解电机噪音的产生原理和影响因素，对于提高电机性能、减少噪音污染具有重要意义。
本文将从电机噪音的产生机理、噪音的特性以及减少电机噪音的方法等方面进行分析。
一、电机噪音的产生机理电机噪音的产生主要有两个原因，即电磁力和机械振动。
1.电磁力引起的噪音当电机工作时，电流会在铁芯和导线中产生一定的磁场。
这个磁场会和永磁体的磁场相互作用，产生一个力，即电磁力。
这个电磁力会引起电机的铁芯和线圈振动，从而产生噪音。
2.机械振动引起的噪音电机在工作时，转子、定子和其他运动部件之间会产生摩擦和振动。
这些机械振动会通过机壳和支架传递到周围空气中，形成噪音。
二、电机噪音的特性电机噪音的特性主要有频率、声压级和频谱分布三个方面。
1.频率电机噪音的频率一般分为低频、中频和高频三个范围。
低频噪音主要由旋转部件和机械振动引起，中频噪音主要由电磁力产生的振动引起，高频噪音则与电磁感应有关。
声压级是衡量噪音大小的指标，单位为分贝。
电机噪音一般较大，常达到80分贝以上。
当声压级超过85分贝时，对人体健康有一定影响。
3.频谱分布电机噪音的频谱分布是指不同频率成分在总噪音中所占的比例。
不同类型的电机其频谱分布也有所不同。
三、减少电机噪音的方法为了减少电机噪音对环境和人体健康的影响，可以从以下几个方面进行改善。
1.设计优化通过改变电机的结构和材料，优化电机的转子和定子间的间隙，减少机械振动和摩擦，从而降低噪音产生。
2.隔音设计在电机周围设置隔音材料，如泡沫和橡胶等，可以有效地减少噪音的传播和反射，从而达到减少噪音的目的。
3.振动消除采用振动消除技术，如使用特殊的减振材料，减少电机转子和定子的振动，并加强支架和底座的刚性，从而降低机械振动产生的噪音。
4.噪音控制通过在电机周围空气中设置音频装置，发出与电机噪音相反的声音，以实现消除或减少噪音的目的。
后窗雨刮电机噪声分析及抑制措施
后窗雨刮电机噪声分析及抑制措施引言后窗雨刮电机是汽车上常见的一个设备，用于清洗和刮除后挡风玻璃上的雨水和污垢。
然而，一些车主或乘客经常抱怨后窗雨刮电机产生的噪声，这不仅降低了乘坐的舒适性，还可能对驾驶员的驾驶体验产生影响。
因此，对后窗雨刮电机的噪声进行分析，并提出相应的抑制措施，是很有必要的。
1.电机振动：后窗雨刮电机工作时会产生振动，振动能量被传递到车体上，产生噪音。
2.雨刮器和玻璃摩擦噪声：当雨刮器与玻璃表面接触时，由于两者之间的摩擦力，会产生噪声。
3.轴承噪声：电机内部的轴承振动和摩擦会产生噪音。
4.电机驱动噪声：电机工作时会产生噪音，例如电机内部的气隙、磁力引起的振动等。
二、抑制措施1.优化电机设计：通过优化电机内部的结构设计，减少电机本身的振动和噪音产生。
例如，采用低噪音、低振动的电机设计，增加电机的绝缘层等。
2.减少电机和车体的接触面积：在电机的固定安装部位添加隔振垫或隔振垫片，减少电机振动能量传递到车体上的程度。
3.优化雨刮器设计：改进雨刮器的结构设计，减少雨刮器和玻璃之间的接触摩擦，从而降低噪声的产生。
例如，采用更为柔软的雨刮器橡胶材料，改善雨刮器与玻璃表面的接触状态。
4.选用低噪音的轴承：选择低摩擦、低噪音的轴承，减少轴承在电机运行过程中的振动和噪音。
5.电机驱动电路优化：优化电机驱动电路的设计，减少电机驱动器产生的电磁干扰和振动引起的噪音。
6.噪音隔音：在车辆内部安装隔音材料，减少噪音传递到车厢内部的程度，提高乘坐的舒适性。
7.进行定期维护：定期检查和保养后窗雨刮电机，保持其良好的工作状态，避免因电机故障或老化而产生噪音。
三、结论2. Armstrong, K. J., & Tassoulas, J. L. (1994). Friction noise from windshield wiper systems. Journal of Sound and Vibration, 174(1), 75-88.。
电机振动与噪声的分析
电机的振动及噪声1、概述噪声干扰人们正常谈话，降低人的思维能力，使人疲劳，并影响人睡眠、休息和工作，长期生活在大噪声的环境中，不仅可使人耳朵由痛感，还使人的听觉受到损害，甚至会发生昏厥和引起神经系统疾病。
而振动是噪声的来源，我们在控制噪声的同时也同样抑制了振动，所以在分析电机的噪声时，总是结合电机的振动一起来描述。
为了保证人们有一个合理的生活、工作环境，各国都制定了法规以限制噪声的污染。
我国在1988年参照国际标准ISO1680.2（1986）《声学——旋转电机辐射空气噪声的测定之第二部分简易法》和ISO 3746（1980）《声学——噪声源的声功率级测定：简易法》制定了GB10069.2-88《旋转电机噪声测定方法及限值：噪声简易测定方法》。
电机噪声主要来自三个方面，即空气噪声、机械噪声和电磁噪声，但有时也会将电路内部噪声列入噪声源之一。
电路内部噪声主要来自电路自励、电源哼声以及电路元件中的电子流起伏变化和自由电子的热运动。
2、电机噪声和振动及抑制措施（1）空气噪声空气噪声主要由于风扇转动，使空气流动、撞击、摩擦而产生。
噪声大小决定于风扇大小、形状、电机转速高低和风阻风路等情况。
空气噪声的基本频率f v：f v=Nn/60(H Z)其中，N——风扇叶片数n——电机转速（RPM）风扇直径越大，噪声越大，减小风扇直径10%，可以减小噪声2—3dB。
但随之冷量也会减少。
当风叶边缘与通风室的间隙过小，就会产生笛声(似吹笛声)。
如果风叶形状与风扇的结构不合理，造成涡流，同样也会产生噪声。
由于风扇刚度不够，受气流撞击时发生振动，也会增加噪声。
此外，转于有凸出部分，也会引起噪声。
针对以上产生空气噪声的原因，则下列措施有助于减小空气噪声：合理地设计风扇结构和风叶形状，避免产生涡流；保证风叶边缘与通风室有足够的间隙，在许可情况下，尽量缩小风扇直径；在许可情况下，将气流转向后再吹(吸)出，可明显降低噪声，此在吸尘器中已有采用；保证风路通畅，减小空气的撞击和摩擦。
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电机噪音分析
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1 引言
噪声是由物体的振动产生的，再通过空气或其它弹性介质才能传播到人的耳朵。
它由很多杂乱无章的单调声音混合而成。
其中20Hz～20000Hz是人们耳朵可以听到的频率。
低于20Hz的波叫次声波，高于20000Hz的波叫超声波。
噪声直接影响人们的身体健康，太强或长时间噪声，会使人十分痛苦、难受，甚至使人耳聋或死亡。
噪声是现代社会污染环境的三大公害之一。
为了保障人民的身体健康，国际标准化组织（ISO）规定了人们容许噪声的标准，如表1。
表 1
每天最长工作时间（h）8 4 2 -
噪声dB(A) 85 93 96 115(最大）
电机是产生噪声的声源之一，电机又在家庭、商业、办公室以及工农医等行业广泛而大量地应用着，与人民的生活密切相关。
随着社会的进步，人们对污染环境的噪声提出了越来越高的要求与限制，尤其对与人们密切接触的家用电器更是如此。
这方面，先进国家尤其重视。
我国政府历来重视人民的健康，对限制噪声不遗余力。
表2是我国产品标准规定的部分家用电器的噪声限值。
表2 我国部分家用电器的噪声限值dB(A）
电冰箱（250升以下）洗衣机吸油烟机电磁灶吸尘器洗衣机镇流器空调器（2500W、分体式）
52 75 75 50 84 72 35 45
因此，尽量降低电机的噪声，生产低噪声的电机，给人们创造一个舒适、安静的环境是每个设计者与生产者的职责。
2 电机噪声的分类
根据电机噪声产生的不同方式,大致可把其噪声分为三大类:
①电磁噪声；②机械噪声；③空气动力噪声。
3 电磁噪声
电磁噪声主要是由气隙磁场作用于定子铁芯的径向分量所产生的。
它通过磁轭向外传播，使定子铁芯产生振动变形。
其次是气隙磁场的切向分量，它与电磁转矩相反，使铁芯齿局部变形振动。
当径向电磁力波与定子的固有频率接近时，就会引起共振，使振动与噪声大大增强，甚至危及电机的安全。
根据麦克斯韦定律，气隙磁场中单位面积的径向电磁力按下式计算：
式中：B——气隙磁密
θ——机械角位移
μ0——真空磁导率
由于定、转子绕组中存在着主波磁势与各次谐波磁势，它们相互作用可以产生一系列的力波。
3.1 主波磁场产生的力波
主波磁场B1所产生的径向力波为：Pr1=P0+P1，式中，是径向力的不变部分，它均匀作用于圆周上，使定子铁芯受到压缩应力。
不变部分不会产生振动与噪声。
P1=P0cos(2p θ-2ω1t-2θ0)，其中p主波的极对数，ω1—主波的角速度，θ0—初相角。
P1是径向力波的交变部分，这个力波的角频率是2ω1，即2倍的电源频率，它使定、转子产生2倍电源频率的振动与噪声。
它的强度与气隙磁密的平方成正比。
这在两极的大容量电机中，容易产
生较大的影响，而在一般情况下，由于它的频率较低，其影响不显著。
3.2 谐波磁场产生的力波
谐波磁场产生的力波所引起的振动与噪声，一方面与该力波的幅值大小有关，也与力波的次数有关。
在大多数情况下，次数小于10的影响较大，高次数的力波一般不考虑。
所以一定要选择合适的定转子槽配合，以避免产生较低次的力波。
若Z1和Z2分别代表定、转子槽数，则要求：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 由一阶齿谐波所产生的力波
由于定子或转子上齿槽的影响，磁导将产生周期性变化，而引起气隙磁密的大小周期性变化，而产生了齿谐波。
这齿谐波所引起的振动与噪声可采用斜槽的方法，将其削弱。
一般情况下，转子斜一个定子槽距时，其齿谐波所产生的径向力要比直槽时小得多。
3.4 单边磁拉力所产生的力波
由于定、转子的偏心，或磁路的不对称，将引起磁通分配的不对称，而出现一边受力大、一边受力小的现象，也就产生了单边磁拉力。
它随着转速而周期性地变化。
当其中极对数为p±1的附加磁场与主波磁场相互作用时，所产生的力波次数为±1，这样低的力波很可能引起振动与噪声。
因此，我们在设计或加工时，定、转子圆度一定要达要求，磁路一定要对称、均匀。
在电机装配中，应校验定、转子的同轴度，使之在精度要求范围内。
3.5 降低电磁噪声的方法
综上所述产生电磁噪声的成因，我们可采用下列方法降低电磁噪声。
⑴尽量采用正弦绕组，减少谐波成份；
⑵选择适当的气隙磁密，不应太高，但过低又会影响材料的利用率；
⑶选择合适的槽配合，避免出现低次力波；
⑷采用转子斜槽，斜一个定子槽距；
⑸定、转子磁路对称均匀，迭压紧密；
⑹定、转子加工与装配，应注意它们的圆度与同轴度；
⑺注意避开它们的共振频率。
4 机械噪声
机械噪声包括轴承噪声、因转子不平衡而产生的噪声及装配偏心而引起的噪声。
另外，直流电机和串励交流电机中的碳刷也会产生振动而引起噪声。
在很多情况下，机械噪声往往成为电机噪声的主角。
4.1 轴承噪声的产生与控制
由于轴承随电机转子一起旋转，因滚珠、内圈、外圈表面的不光滑，它们之间有间隙，滚珠的不圆或内部混合杂物，而引起它们间互相碰撞产生振动与噪声。
其产生的噪声值与滚珠、内外圈沟槽的尺寸精度、表面粗糙度及形位公差等有很大关系。
有人认为，只要采用精密轴承就可以降低轴承噪声，殊不知使用后，反而使噪声增加。
原因是轴与轴承内圈的配合过紧，使精密轴承的内圈变形大于普通轴承的变形量，因而跳动、振动加大，噪声上升。
所以轴承与轴承室、轴的配合也是非常重要的。
降低轴承噪声应采取下列方法：
⑴一般应采用密封轴承，防止杂物进入；
⑵轴承生产厂在轴承装配前，对滚珠、内圈、外圈的机加工一定要达到设计要求，在装配时，应有严格的退磁清选工序，洗去油污与铁屑。
事实证明，清洗后的轴承比清洗前的轴承噪声一般降低3dB。
润滑脂一定要清洁干净，绝不能含有任何铁屑、灰尘和杂质；
⑶轴承外圈与轴承室的配合、内圈与轴的配合，一般不宜太紧。
轴承外圈与轴承室的配
合，其径向间隙宜在3～9μm的范围内；
⑷为消除转子的轴向间隙，必须对轴承施加适当的压力。
一般选用波形弹簧垫圈或三点式弹性垫圈，且以放在轴伸端为宜；
⑸对于噪声要求特别的电机，宜选用低噪声轴承。
当负载不太大时，可采用含油滑动轴承，它比同尺寸的滚动轴承的噪声有时可低10dB左右；
4.2 转子机械不平衡产生的噪声与控制
如果一个电机转子（包括上面的绕组）的质量分布是均匀的，制造与安装时的圆度和同心度是合格的，则运转平稳，它对轴承或支架的压力只有静压力，即转子本身的重量。
如果转子的质量分布是不均匀的，则转子是不平衡的转子，它转动时就会产生附加的离心力，轴承或支架就会受到周期性附加离心力的作用，通过轴承或支架传到外壳，引起振动，产生噪声。
当不平稳量过大或转速过高，将使电机无法正常工作，甚至损坏或飞逸，后果十分严重。
电机中冷却风扇的不平衡同样也会产生较大的噪声。
转子的平衡有二种：静平衡与动平衡。
静平衡的转子不一定动平衡，但动平衡的转子一定会静平衡。
所以转子仅校静平衡是不够的，对于速度较高的转子必须校动平衡。
目前常用两种方法使之平衡：去重法与加重法。
去重法效率较高，但对铁芯会造成一定损伤，特别是在不平衡量较大时，就不宜采用此法。
加重法的加工效率不高，但比较灵活，且不损伤转子铁芯。
不平衡的风扇同样需要校动平衡。
4.3 碳刷装置噪声的产生与控制
碳刷装置的噪声是由碳刷位置安装不良或碳刷与刷架的配合不当或碳刷压力不适合及换向器表面有毛刺或圆度不够等多方面的原因所产生的。
当电机为25～50W，转速为3500～5000r/min，并使用常规换向器与碳刷时的最佳值是：倾斜角α为0°，伸出长度l1为2～4mm，碳刷与刷架之间的间隙为0.2mm。
另外，还应选择换向性能与摩擦性能良好的碳刷也有助于降低噪声。
5 空气动力噪声的产生与控制
电机的空气动力噪声是由旋转的转子及随轴一起旋转的冷却风扇造成空气的流动与变化所产生的。
流动愈快、变化愈剧烈，则噪声越大。
空气动力噪声与转速、风扇与转子的形状、粗糙度、不平衡量及气流的风道截面的变化和风道形状有关。
风扇噪声在电机的噪声中往往占主要地位。
降低空气动力噪声的主要措施如下：
⑴对散热良好或温升不高的电机尽量取消风扇，消除噪声源；
⑵对外风扇，在设计时尽量不留通风裕量，优先采用轴流式风扇；
⑶外风扇与转轴的联接不用键联接，而采用滚花直纹工艺；
⑷外风扇应厚薄均匀、无扭曲变形、间距均匀，且应校动平衡；
⑸风道中尽量减少障碍物，有专用风道的宜采用流线形风道，风道的截面变化不要突然；
⑹转子的表面应尽量光滑。
6 降低噪声的其它措施
由于噪声虽是由物体的振动产生的，但它还必须通过空气或其它弹性介质如金属、水等才能传播到人的耳朵。
因此，人们可以采用隔离法来阻断或衰减噪声的传播。
所渭隔离法，是用金属或吸音材料把噪声源包裹起来，或把噪声源与支架的联接由刚性联接改为弹性联接，使噪声在传播过程中受到很大的衰减或使物体的振动减小，防止振动扩大，从而降低了噪声。