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啤嶺機(jī)電設(shè)備（上海）有限公司
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淺析異步電動(dòng)機(jī)的噪聲判別與處理

2013-01-21

　　摘　要：本文系統(tǒng)分析和歸納了異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生噪聲的原因，并針對性地提出噪音的判別方法，總結(jié)出降低和解決電動(dòng)機(jī)噪音的處理措施。
　　關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；噪聲；判別；處理
　　電動(dòng)機(jī)是目前廠礦企業(yè)使用Z廣泛的動(dòng)力設(shè)備，同時(shí)也是環(huán)境污染的主要噪聲來源之一。噪聲不僅影響了人們的生活和工作環(huán)境，對人體健康造成一定危害，而且使人們的工作效率降低。持續(xù)的噪聲會(huì)使人的聽覺器官、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和視覺器官等受到不利影響。普遍認(rèn)為：作用于人耳的聲強(qiáng)超過85dB，就必須采取控制和防護(hù)措施。通常電動(dòng)機(jī)的噪聲和振動(dòng)是同時(shí)發(fā)生的。電動(dòng)機(jī)噪聲主要包括機(jī)械振動(dòng)噪聲、電磁噪聲和通風(fēng)噪聲。
　　1　異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生噪聲的原因
　　1.1 機(jī)械方面原因
　　因機(jī)械方面產(chǎn)生噪音的原因與電動(dòng)機(jī)的制造工藝有關(guān)，主要有轉(zhuǎn)子固定鍵未擰緊，有松動(dòng)現(xiàn)象；未做風(fēng)扇靜平衡，或做的精度不夠；轉(zhuǎn)子不平衡，未做靜、動(dòng)平衡檢查；定、轉(zhuǎn)子鐵心變形；轉(zhuǎn)軸彎曲，定、轉(zhuǎn)子相擦；地腳固定不穩(wěn)，安裝不正、不牢固；鐵心及鐵心齒壓板松動(dòng)；零部件加工不同心，裝配公差不合理；電動(dòng)機(jī)組裝和安裝質(zhì)量不好；端蓋、軸承蓋螺絲未擰緊或裝偏等。
　　1.2 電磁方面原因
　　因電磁方面產(chǎn)生噪聲的原因主要有電動(dòng)機(jī)三相繞組不平衡；繞組有短路或斷路故障；電刷接觸不好，壓力過大、過小，刷質(zhì)不符合要求；斷籠或端環(huán)開裂、松動(dòng)；改極時(shí)，定、轉(zhuǎn)子 槽數(shù)配合不適合；集電環(huán)的短接片與短路環(huán)接觸不穩(wěn)定；電源供電質(zhì)量不好，三相不平衡，有高次諧波等。
　　1.3 通風(fēng)方面原因
　　因通風(fēng)方面造成噪聲過大主要和電動(dòng)機(jī)的使用維護(hù)不當(dāng)有關(guān)，主要有風(fēng)扇有缺陷或損壞，如掉葉、變形、風(fēng)扇不平衡產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)；風(fēng)扇在軸上固定不牢固；風(fēng)罩與風(fēng)葉之間的間隙不合適，過小或偏斜；風(fēng)路局部堵塞等。
　　2　噪聲的判別方法
　　2.1 機(jī)械噪聲判別法
　　機(jī)械噪聲與外施電壓大小和負(fù)載電流無關(guān)，如果噪聲不穩(wěn)定，時(shí)高時(shí)低，那就是機(jī)械噪聲，因?yàn)橥L(fēng)噪聲是穩(wěn)定的。
　　2.2 電磁噪聲判別法
　　電磁噪聲大小隨磁場強(qiáng)弱、負(fù)載電流大小以及轉(zhuǎn)速高低而變，利用這個(gè)特征，可采取下面辦法進(jìn)行判別。
　　（1）突然斷電法：由于機(jī)械慣性比電磁過渡過程慢得多，突然斷電后排除了電磁因素的影響，這時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速幾乎不變，如果這時(shí)噪聲突然消失或顯著降低，可斷定是電磁原因產(chǎn)生的噪聲。
　　（2）改變電壓法：由于異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨電壓變化不大，當(dāng)改變電壓時(shí)，機(jī)械噪聲和通風(fēng)噪聲基本不變，但電磁噪聲隨電壓變化很大。
　　（3）對拖法：用一臺(tái)低噪聲電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)有噪聲的被試電動(dòng)機(jī)，這時(shí)噪聲降低或消失，則說明被拖動(dòng)得電動(dòng)機(jī)噪聲是電磁噪聲。
　　（4）如果電磁噪聲是因繞組不對稱，匝間短路等缺陷引起，則三相電流不平衡，如因轉(zhuǎn)子斷籠或繞線轉(zhuǎn)子三相繞組不對稱引起，則定子電流有波動(dòng)。
　　2.3 通風(fēng)噪聲判別法
　　（1）去掉風(fēng)扇或堵住風(fēng)口，讓電機(jī)在無通風(fēng)氣流情況下運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)如果電動(dòng)機(jī)噪聲消失或顯著減弱，則說明是通風(fēng)噪聲引起的。
　　（2）改變測量噪聲的位置進(jìn)行判別，因?yàn)橐酝L(fēng)噪聲為主的電動(dòng)機(jī)，在電動(dòng)機(jī)進(jìn)口處和風(fēng)扇附近處噪聲Z強(qiáng)，距離進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)口較遠(yuǎn)后測量噪聲明顯降低，則說明噪聲和通風(fēng)有關(guān)。
　　（3）磁噪聲和機(jī)械噪聲有時(shí)不穩(wěn)定，時(shí)高時(shí)低，而通風(fēng)噪聲通常是穩(wěn)定的，用外徑和型式不同的風(fēng)扇，在不同轉(zhuǎn)速下試運(yùn)轉(zhuǎn)，如果電動(dòng)機(jī)噪聲有明顯差別，則說明電動(dòng)機(jī)噪聲主要是通風(fēng)噪聲引起的。
　　（4）械噪聲或電磁噪聲較大的電動(dòng)機(jī)，往往振動(dòng)也大，但通風(fēng)噪聲與電動(dòng)機(jī)振動(dòng)關(guān)系不大。
　　3　降低電動(dòng)機(jī)噪聲的措施
　　3.1 降低機(jī)械方面引起噪聲的措施
　　緊固所有裝配件上的緊固螺栓，保證端蓋，軸承蓋，定、轉(zhuǎn)子鐵心，固定鍵，齒端板，風(fēng)扇座，集流裝置等配合不松動(dòng)；選用的軸承和潤滑油，選用超精研磨、波紋度小于2μm的電動(dòng)機(jī)專用軸承，可降低軸承噪聲；裝配軸承時(shí)要采用合理工具，Z好熱套，嚴(yán)禁猛打猛敲，使軸承受力不均；增強(qiáng)修配零部件的機(jī)械強(qiáng)度的精度；校正轉(zhuǎn)子平衡；提高電動(dòng)機(jī)組裝質(zhì)量，保證同心度，與機(jī)械設(shè)備聯(lián)接要正確，做好確定中心工作；電刷硬度適當(dāng)降低，刷壓要合適，電刷在刷盒內(nèi)間隙要合適（一般0.1mm左右）；檢查鐵心的偏心情況，必要時(shí)可適當(dāng)車圓轉(zhuǎn)子表面（控制切削量0.10-0.20mm）。
　　3.2 降低電磁方面引起噪聲和振動(dòng)的措施
　　三相繞組在設(shè)計(jì)和安排上要三相對稱；檢查繞組故障，要及時(shí)處理好，比如繞組存在匝間短路，或舉刷裝置的短路元件的接觸不良，轉(zhuǎn)子斷籠端環(huán)開焊等故障；選擇先進(jìn)的繞組型式和合理的跨距以降低高次諧波，欲使高次諧波中ν次諧波消除，可使ν次諧波的短距系數(shù)為零，從而計(jì)算出合適的線圈跨距；采用磁性槽楔降低齒槽效應(yīng)；提高氣隙均勻度，按工藝要求正確組裝和安裝電動(dòng)機(jī)；改極數(shù)時(shí)，要校核定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)是否適應(yīng)新極數(shù)的要求。
　　3.3 降低通風(fēng)方面引起噪聲和振動(dòng)的措施
　　當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量有余時(shí)，比如負(fù)載率在30%以下，可適當(dāng)減小風(fēng)扇外徑，以降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)引起的振動(dòng)和噪聲；調(diào)整風(fēng)扇罩之間的間隙，使通風(fēng)噪聲降低；電動(dòng)機(jī)組裝時(shí)，要使定、轉(zhuǎn)子鐵心徑向通風(fēng)溝對齊，否則會(huì)引起通風(fēng)振動(dòng)和噪聲；只需單方向旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，可考慮改用高效軸流風(fēng)扇；提高定、轉(zhuǎn)子繞組端部表面的平滑程度。
　　結(jié)語：電動(dòng)機(jī)噪聲的控制和降低可歸納為：在設(shè)計(jì)和制造過程中采取措施降低電磁方面的噪聲，在使用和維護(hù)過程中采取措施降低機(jī)械方面的噪聲，通過合理選型降低通風(fēng)方面的噪聲。