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铝壳电动机噪声的产生与控制

时间:2020/5/14 点击数:54

    铝壳电动机就是用压铸铝的外壳替换传统的铸铁外壳的电动机。由于铝材的延展性能好、比重小。铝壳电机具有外形美观、体积小、重量轻、结构简单、维修方便、生产过程比较环保、生产效率高,便于运输等优点,从而深受用户的欢迎。

  但由于其一铝壳加工工艺要求高,机壳、端盖的同心度差:其二铝壳不导磁场,电动机额部磁路相对比铁壳电动机饱和,电磁力波相对较大:这两个特点造成铝壳电动机的噪声较大,给生产和制造高质量的产品加大了工艺难度。

  铝壳电机噪声分析流程

  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:电磁噪声、机械噪声、空气动力噪声。

  1、电磁噪声的产生与控制

  电机气隙中的磁场脉动引起定子、转子和整个电机结构振动而产生的一种低频噪声为电磁噪声。从磁场影响的角度看,电磁噪声主要是由磁场力波和磁通分配的不对称引起的。

  (1)定、转子的偏心或磁路的不对称,将引起磁通分配不对称而出现一边受力大,一边受力小的现象,进而产生电磁噪声。因此,在设计或加工时,定、转子圆度一定要达到要求,磁路一定要对称、均匀。铝壳电动机的端盖加工精度、定子铁心压铸到机座的装配,关系到定、转子的同轴度,其精度要求对铝壳电动机十分重要。

  (2)定、转子绕组中存在着基波磁势和各次谐波磁势,它们相互作用可产生一系列的力波。基波磁场的频率较低,影响不显著;谐波磁场产生的力波所引起的噪声与该力波的幅值大小及次数有关。在工艺上选择合适的定、转子槽配合,并采用斜槽的方法以避免产生较低次的力波。

  针对电磁噪声的原因,可采用下列方法降低铝壳电动机的电磁噪声:

  (1)选择合适的槽配合,避免出现低次力波,采用转子斜槽,斜一个定子槽距。

  (2)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,定、转子磁路需对称、均匀,迭压紧密。

  (3)尽量采用正弦绕组,减少谐波成分,注意避开定、转子的共振频繁。

  (4)定、转子加工与装配应注意它们的圆度和同轴度,尽可能地使用热套或用定子先压装后车机座端止口的工艺,可采用机座与端盖连体的结构,更好地保证同轴度,减少定、转子偏心。

  2、机械噪声的产生和控制

  电机运转部分的摩擦、撞击、不平衡以及结构共振会产生机械噪声。铝壳电动机的机械噪声相对较大,通常约占10%-15%。机械噪声包括轴承噪声、因转子不平衡而产生的噪声以及装配偏心而引起的噪声等。轴承噪声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。降低轴承噪声可采取下列方法:

  (1)装配时应有严格的退磁清洗工序,洗去油污与铁屑;

  (2)采用密封轴承,防止杂物进入;轴承外圈与轴承室的配合以及内圈与轴的配合不宜太紧;

  (3)为消除转子的轴向间隙,必须对轴承施加适当的压力;合理配置密封的弹性垫圈,适当加润滑剂减少摩擦;

  (4)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,它比同尺寸滚动轴承的噪声有时可低10dB。

  另外,做好转子和风扇的动平衡也是减少机械噪声的一个重要手段。

  3、空气动力噪声的产生与控制

  电机的空气动力噪声是由于旋转的转子以及随轴一起旋转的冷却风扇造成空气流动和变化所产生的。它随风扇和转子速度的增高而增大,流动越快、变化越快,则噪声越大。空气动力噪声与转速、风扇以及转子的形状、粗糙度、不平衡量、气流的风道截面的变化、风道形状等有关。

  降低空气动力噪声的主要措施有:

  (1)外风扇与转轴的联接不用键联接,而采用滚花直纹工艺;外风扇需厚薄均匀、无扭曲变形、间距均匀且校动平衡。

  (2)对散热良好或温升不高的电机取消风扇,消除噪声源;对于外风扇,在设计时应不留通风裕量,优先采用轴流式风扇。

  (3)转子的表面应尽量光滑。

  (4)风道中应减少障碍物,有专用风道的宜采用流线形风道,风道的截面不要突然变化。


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