电机噪音解决方法

电机电磁噪声产生原因分析

电磁噪声是由在时间上和空间上作变化，并由电机各部分之间作用的磁拉力引起的。对于异步电机电磁噪声的形成的原因可以归为：

（1）气隙空间的磁场是一个旋转力波，它的径向力波使定子和转子发生径向变形和周期性震动，产生了电磁噪声。

（2）气隙磁场中除了电源基波分量外，还有高次谐波分量，高次谐波的径向力波也都分别作用于定转子铁心上，使它们产生径向变形和周期震动，在一般情况下，对高次谐波来说，电动机转子刚度相对较强，定子铁心的径向变形是主要的，可能产生较大的噪声。

（3）定子铁心不同阶次谐波的变形，有不同的固有频率，当径向力波的频率与铁心的某个固有频率接近或相等时，就会引起“共振”。在这种情况下，即使径向力的波幅不大，也会导致铁心变形、周期性震动和产生较大噪声。

（4）定子变形后引起周围空气振动，从而产生噪声。这时，定子相当于一个声辐射器。

（5）当铁心饱和时，将会使磁场正弦分布的顶部变得平坦，在磁场分布中加大了三次谐波分量，将使电磁噪声增加。

（6）定转子槽都是开口的，气隙磁导在旋转时也是在变化和波动的。气隙磁场中出现了很多由于槽开口引入的谐波。

降低电磁噪声的方法：

（1）合理选择气隙磁密。

（2）选择合适绕组形式和并联支路数

（3）增加定子槽数以减少谐波分布系数

（4）合适的槽配合

（5）利用磁性槽楔

（6）转子斜槽

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。

①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。

②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：1 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(2pθ-2ω1t-2θ0)，其中p 主波的极对数，ω

1—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。

④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)。

⑤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。

⑥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。

⑦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。

⑧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。

⑨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；

⑩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；

⑪⑸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；

⑫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，