有关电机噪音和振动

第一章电机振动的产生以及控制

低频测振

1.1 电机产生振动的原因

1）电机所用的绝缘材料、叠片铁心、线圈嵌线等零部件的组成方式，使其结构刚度和运行时的热胀冷缩条件比较复杂

2）电机转子存在的不平衡量

3）电机内的电磁力

4）输入端受到的扭转冲击，以及输出端受到的电网冲击

1.2 电机振动产生的危害

1)电机转子弯曲、断裂.

2)转子磁极松动，造成定子和转子相互擦碰

3)加速电机轴承的磨损，使轴承的正常寿命大大缩短•

4)电机端部绑线松动，造成端部绕组相互摩擦，绝缘电阻降低，绝缘寿命缩短，严重时造成绝缘击穿

1.3 需要明确的几个基本概念

固有频率和振型

振动响应（幅值和相位）

1.4 电机振动的形式及其控制

1.4.1 电机定子铁心的振动

定子铁心的振动主要是由电磁力造成的，产生椭圆形、三角形、四边形等振型。（齿部高频分量较多）

•当定子叠片铁心内有交变磁场通过时，会产生轴向振动，若铁心未压紧，铁心就会产生剧烈的振动，严重时造成断齿。为了防止此类振动的发生，定子铁心一般采用压板及螺杆压紧结构，但同时应注意防止因铁心局部压力过大而造成的损伤。

1.4.2 电机定子绕组的振动

在电机运行过程中，定子绕组经常受到以下几种力的影响，引起绕组的系统频率或者倍频率振动：绕组中的电流与漏磁通的作用力，转子磁拉力，绕组热胀冷缩力。

在电机设计时，特别值得考虑的是由电磁力引起的定子绕组的槽部和顶部振动。为了防止这两类振动，经常要采取槽部线棒固紧结构以及端部轴向刚性支架措施。

1.4.3 电机机座的振动

机座的振动源：

1)由定子铁心的电磁振动通过铁心与机座的连接传来，引起机座的倍频振动，且

随着单机容量的增大而增大；

2)转子振动的激振力

实践证明：

落地轴承形式的转子激振力对机座的影响要比轴承座设置在定子机座端盖上的轴承形式的影响要小得多。

为了减小机座的振动，经常采取的措施是：

1)铁心与机座之间的连接采用弹性结构，以减少铁心振动对机座和基础的影响；

2)对机座的自振频率进行控制，使其避开铁心的倍频振动频率和转子的振动频

率。

1.4.4 电机转子的弯曲振动

•引起电机转子弯曲振动的三个原因：

1) 转子质量不平衡引起的振动：

转子的质量不平衡是引起机械振动的主要原因。转子的质量不平衡可分为静不平衡、动不平衡或者二者兼有，为了尽量消除质量不平衡的影响，在转子制造过程中，应进行严格的动、静平衡试验。

单平面单测点平衡方法：

实质是矢量平衡法，如果矢量A 表示原始振动，矢量B 表示加上试重T 后的振动，那么矢量（B-A ）就是试重T 的响应。因此为了消除原始振动，所需加的校正量W 可以按照下列公式计算出来

A C W 1--= T A

B

C -= 平衡基本方程

[]{}{}r F f A =

平衡方法：影响系数法，振型平衡法

2) 转子运行过程中的转子冷热不均及电磁不平衡，都会引起转子弯曲振动。

3) 转子固有振动特性。为了减小电机转子的振动，设计时应使转子的临界转速与电机工作转速之差足够大，最好使其临界转速偏离电机额定转速15%以上。 •

1.4.5 电机转子的扭转振动

转子系统的外界扭矩的瞬变所引起的转子系统的扭振，可以产生累积疲劳破坏，进而导致转子寿命缩短，引发严重的电机事故。

解决这类问题，就要求比较正确的计算轴系的扭振自然频率，在设计转子时，使其避开工作频率及其倍频

1.4.6 电机轴承引起的振动

•电机所用轴承因功率不同而所采用的轴承形式也不同，在中小型电机中多采用滚动轴承，而大型电机中多采用滑动轴承。轴承形式不同，引起振动的原因也不同。

滚动轴承引起的振动因素主要有：

1）承的制造精度：轴承内圈的径向偏摆、套圈的椭圆度、滚动体的椭圆度、架孔中的间隙及滚道表面的波纹度等。架孔中的间隙是轴承的重要的振动源，其过大或者过小都会导致剧烈的机械振动

2）轴承的安装配合精度：轴承的安装配合精度是指轴承与端盖（或轴承套）以及轴承与转轴轴承挡的配合精度

3）轴承润滑脂的情况也会影响系统的振动。过稠的润滑脂对滚动体振动阻尼作用的效果差，过稀将导致干摩擦

4）轴承的安装方法会对系统的振动造成影响，常用的是热套法

滑动轴承引起的振动因素主要有：

由油膜涡动和油膜振荡现象引起，特别是油膜振荡会引起系统剧烈的振动，从而造成系统的破坏。

•轴承支架的刚度校核

第二章电机振动的计算及测量

临界转速计算软件：DyRoBes

轴承刚度和阻尼计算软件：Renk 公司自带

振动测试仪器设备：美国Bently ：涡流传感器，德国Schenk ：速度传感器 电动机

电源

转速控制信号处理

转速信号

键相信号振动信号示波器计算机

传感器电源振动分析工具：瀑布图，升速、降速过程的通频曲线（FFT ）

瀑布图

测试标准：旋转电机振动测定方法、极限：GB10068.1-88

GB10068.2-88

通频振动

第三章电机噪声源的产生以及控制(高频测声)

3.1 电机噪声的危害

1）噪声干扰人们的谈话，降低人的思维，使人疲劳，影响休息、工作、睡眠。长期暴露在噪声大的环境中，容易使人的听力受损。

2）电机噪声影响到电机本身的质量和寿命；

3.2 噪声的几个基本概念