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發(fā)表于 2010-9-2 16:25:22
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一般評(píng)估電動(dòng)機(jī)的品質(zhì)除了運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)之各特性外,以人之五感判斷振動(dòng)及噪音的情形較多。而電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)噪音,主要有:
+ A3 m) E k4 ?9 |* b6 {6 B 1、機(jī)械振動(dòng)噪音,為轉(zhuǎn)子的不平衡重量,產(chǎn)生相當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)的振動(dòng)。
& d% I7 I7 M& c, j5 a0 j 2、電動(dòng)機(jī)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng),正常的情形產(chǎn)生自然音,精密小型電動(dòng)機(jī)或高速電動(dòng)機(jī)情形以外,幾乎不會(huì)有問(wèn)題。但軸承自然的振動(dòng)與電動(dòng)機(jī)構(gòu)成部材料的共振,軸承的軸方向彈簧常數(shù)使轉(zhuǎn)子的軸方向振動(dòng),潤(rùn)滑不良產(chǎn)生摩擦音等問(wèn)題產(chǎn)生。
; R. K% Q, c3 U/ E 3、電刷滑動(dòng),具有電刷的DC電動(dòng)機(jī)或整流子電動(dòng)機(jī),會(huì)產(chǎn)生電刷的噪音。: a% S' n3 K* ^# \% _* ]
4、流體噪音,風(fēng)扇或轉(zhuǎn)子引起通風(fēng)噪音對(duì)電動(dòng)機(jī)很難避免,很多情形左右電動(dòng)機(jī)整體的噪音,除風(fēng)扇的葉片或鐵心的齒引起氣笛音外,也有必要注意通風(fēng)上的共鳴。$ p5 s( Y% }$ Q: ]
5、電磁的噪音,為磁路的不平衡或不平衡磁力及氣隙的電磁力波產(chǎn)生之噪音,又磁通密度飽和或氣隙偏心引起磁的噪音。& h3 }1 u3 s4 K+ w. Z7 D" r6 Y
一、機(jī)械性振動(dòng)的產(chǎn)生原因與對(duì)策7 F9 [4 C& r/ x
1、轉(zhuǎn)子的不平衡振動(dòng)+ B, W# m* h8 }/ A- D3 o
A、原因:
3 {4 b+ d) c" N0 F, e2 Y4 E ·制造時(shí)的殘留不平衡。
+ F; @% B9 n6 ]" T, v7 L9 h ·長(zhǎng)期間運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生塵埃的多量附著。1 k& ~2 |& K% v7 I. q7 E4 S
·運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)熱應(yīng)力引起軸彎曲。2 Z' p5 d$ J4 I2 F* L; z
·轉(zhuǎn)子配件的熱位移引起不平衡載重。
6 V( v' N i! i1 b ·轉(zhuǎn)子配件的離心力引起變形或偏心。, d" r: H6 m# x; E; D0 J8 h
·外力(皮帶、齒輪、直結(jié)不良等)引起軸彎曲。
# K+ T5 Y! C0 _. T ·軸承的裝置不良(軸的精度或鎖緊)引起軸彎曲或軸承的內(nèi)部變形。, r, z6 d, W' }4 m
B、對(duì)策:
! n/ r4 p1 d# X$ n2 j" G ·抑制轉(zhuǎn)子不平衡量。
: \8 ^9 d8 v: E0 K, ]! Z* x ·維護(hù)到容許不平衡量以?xún)?nèi)。
6 s% X0 _/ S( e9 z+ f ·軸與鐵心過(guò)度緊配的改善。. E. G: O" `5 P& e
·對(duì)熱膨脹的異方性,設(shè)計(jì)改善。
0 v( y: t' ?! v+ F$ Y- } ·強(qiáng)度設(shè)計(jì)或裝配的改善。
/ h1 d+ t6 E, v( { ·軸強(qiáng)度設(shè)計(jì)的修正,軸聯(lián)結(jié)器的種類(lèi)變更以及直結(jié)對(duì)中心的修正。
+ x* \" s5 B C/ y2 B ·軸承端面與軸附段部或鎖緊螺帽的防止偏靠。( U. X9 g4 k( ~" e
2、軸承之異常振動(dòng)與噪音
. _* r. B1 O8 y1 [0 m" T A、原因:
+ _* y: w G* H/ \0 v! B ·軸承內(nèi)部的傷。
$ q/ ~6 d4 E" O ·軸承的軸方向異常振動(dòng),軸方向彈簧常數(shù)與轉(zhuǎn)子質(zhì)量組成振動(dòng)系統(tǒng)的激振。2 q0 T4 s! Z: o5 F! M
·摩擦音:圓柱滾動(dòng)軸承或大徑高速滾珠軸承產(chǎn)生潤(rùn)滑不良與軸承間隙起因。7 u/ C& |* @7 P
B、對(duì)策:# g9 J' u# Z- o9 b
·軸承的替換。
, c% {5 P/ o& a) @" @. F ·適當(dāng)軸方向彈簧預(yù)壓給軸承間隙的變動(dòng)。
+ s% ?% O! ]. z- M+ ^1 k ·選擇軟的滑脂或低溫性?xún)?yōu)秀的滑脂,殘留間隙使?。氉⒁鉁厣龁?wèn)題)。0 @# a3 U1 m4 _
3、電刷滑動(dòng)音
$ n; m3 d7 O5 Z# y2 c ~6 \6 {3 u A、原因:: ^& Y3 z0 r' V- Q
·整流子與電刷的滑動(dòng)時(shí)的振動(dòng)電刷保持器激振產(chǎn)生
# w2 O: a+ ]+ S' Y: e# p6 x( H9 `, Y B、對(duì)策:
- {" i# F7 t) f4 c2 G( t ·握刷的彈性支持、選擇電刷材質(zhì)與形狀、抑制側(cè)壓引起的電刷振動(dòng)及提高整流子的精度等。
0 E j+ I: e$ }' f 二、流體噪音的產(chǎn)生與對(duì)策
! U& Z9 Y+ K: r, j/ Q* N0 [ 電動(dòng)機(jī)的流體噪音中,主要為冷卻用的風(fēng)扇引起的噪音。此外,轉(zhuǎn)子鐵心的槽開(kāi)口部接近靜止側(cè)的部份,變成顯著氣笛音,再則通風(fēng)路等如存在共鳴空間,產(chǎn)生顯著的共鳴者。
/ [7 H- `4 P3 f: |4 v% D 1、風(fēng)扇噪音的大小:1 T3 z5 U/ y0 h, v4 k
電動(dòng)機(jī)一般求兩方向轉(zhuǎn)動(dòng),風(fēng)扇的葉片為徑向直線(xiàn)葉片,效率不良,而且噪音大。噪音值約由下式來(lái)求。但測(cè)定電動(dòng)機(jī)的軸中心高度,距離有1m的情形。; _4 c4 [) ]# G3 B! ?( A% S3 C
噪音dB(A)=70 log D+50 log N+& w6 C! v8 c4 ]9 _
D:葉片的外徑(m), N:每秒的轉(zhuǎn)數(shù),?。撼?shù)32~36,
- m8 }$ L, _* f& H* R2 d 由上式,降低噪音位準(zhǔn),以減少風(fēng)扇的外徑較重要。但吐出風(fēng)量與風(fēng)壓低下,與這些的配合變成重要。風(fēng)扇在外框的內(nèi)部時(shí)有減音或遮音效果。 {' n" {4 u; Y4 F6 K& b+ {
2、風(fēng)扇噪音的頻率依不同類(lèi)型而有差異。
" @2 N; ~# F1 E* @& \ ·壓力噪音,為風(fēng)扇的葉片空氣受壓力沖擊產(chǎn)生。
2 N# ^, d, x F6 D- T ·擾流噪聲,為葉片周邊空氣流動(dòng)的擾亂起因者,徑向直線(xiàn)葉片的風(fēng)扇,電動(dòng)機(jī)的用途上可說(shuō)不可避免。4 ~6 z/ K/ E" W# |5 {
·風(fēng)扇與其它部份的干涉引起的氣笛音,為接近轉(zhuǎn)動(dòng)葉片存在其它部份空氣如流通,產(chǎn)生激烈的氣笛音。
x0 q1 H3 F/ l) [4 B$ a* \$ ` 三、電磁噪音(感應(yīng)電動(dòng)機(jī))
8 F6 n t" Y$ g 有關(guān)電磁噪音,其電磁噪音由耳朵的聽(tīng)感感度良好頻率100HZ以上的頻率帶域,單一或復(fù)數(shù)的特定頻率音組成,特別與定子共振時(shí)變成顯著的噪音。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)較DC電動(dòng)機(jī)常有電磁噪音問(wèn)題,因此以感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為中心說(shuō)明。電磁噪音感應(yīng)電動(dòng)機(jī)通稱(chēng)“磁音”,對(duì)此種的研究,首先要了解正弦波電流的電磁噪音。
X# y( D* I, ?- B: f 1、正弦波電流的電磁噪音:
7 l9 r4 _; M3 V7 c k1 i2 h 因正弦波電流,感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的氣隙產(chǎn)生的磁通,加轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的基本(主)磁通,存在高諧波磁通。這些的磁通使定子與轉(zhuǎn)子鐵心互相吸引的電磁力波作用,定子鐵心變形為多角形,轉(zhuǎn)軸彎曲移位產(chǎn)生振動(dòng)。主要產(chǎn)生電磁噪聲之氣隙高諧波磁通原因者,有
$ L+ W# s) ~3 N/ I/ `0 K A、繞線(xiàn)分布引起的磁動(dòng)勢(shì)高諧波。) K5 h1 R; v4 ~2 x
B、定子或轉(zhuǎn)子鐵槽產(chǎn)生的槽高諧波。4 u. A6 @/ i3 E9 V7 k X: ^ e
C、鐵心飽和產(chǎn)生的飽和高諧波。+ I# N1 O- R8 l/ Q1 S# i6 @
D、偏心引起的偏心高諧波" w- p' W |; M4 V8 e5 E/ f7 j# W! h0 y
E、電壓、線(xiàn)圈、磁路等不平衡引起的高諧波。
( S5 a% [ Q: D- W$ U F、槽磁導(dǎo)高諧波等。 R: s2 C& ^+ m( y, W
G、相帶高諧波,氣隙存在為數(shù)很多的空間高諧波磁與電源波形畸變等引起時(shí)間高諧波磁通。
- J" }4 e; k; H$ i7 f, i( p& H 2.電磁噪音防止對(duì)策:
8 Z v; ^ ^7 k' S# G* H: W A.由電機(jī)設(shè)計(jì)上
( u; u q8 V4 P* H% M ·適當(dāng)槽數(shù)組合
5 c5 v/ O5 ` l# C% N ·采用特殊槽
4 \7 N' S! c. U ·斜槽化
" g$ Q6 K$ `6 o6 n% W8 a ·選擇線(xiàn)圈節(jié)距 o5 i7 [: o+ z0 ]
·正弦波繞線(xiàn)
- u' o( [! g* x0 M ·采用分?jǐn)?shù)槽繞線(xiàn)
" M8 X3 U6 i; p. A ·氣隙、齒、軛鐵部之磁通密度的適當(dāng)化. }8 m9 H3 x0 T, T
·轉(zhuǎn)子槽部極與厚度的均等化5 m8 x& g# O( J' Z8 T8 [
·采用磁性楔
9 T+ K# V" J& ^4 D3 a ·氣隙的擴(kuò)大
) ^6 K" p }- c* T9 u B.由機(jī)械設(shè)計(jì)上+ U4 j) \3 f6 q$ L1 i0 \6 l
·消除靜的偏心,提高加工·裝配精度。: C" z5 E" l: z; a% j1 N
·對(duì)外力提高軸的彎曲剛性,裝配精密。! S2 y& y8 b. U4 D" D( x* w2 E
·全閉槽消除齒尖厚度不同,提高制造技術(shù)。
3 X: {- D/ h* u% j V6 i ·磁路使不造成不平衡的構(gòu)造以及制造,特別轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的電阻,絕緣或軸的斷面形狀。: A3 J* f/ p' X6 [5 h; i) |* l; j
·定子、轉(zhuǎn)子避免與電動(dòng)機(jī)構(gòu)成部材料的共振。2 c2 _ x5 e) c: P" \# [/ z
·避免與電動(dòng)機(jī)裝置機(jī)構(gòu)產(chǎn)生共振。
2 P0 K: W2 q6 C! m: c- ] ·定子鐵心或軸承支持部的彈性、防振支持。& y9 i* z: w& e+ p
·由電動(dòng)機(jī)外部的遮音或防音的構(gòu)造。" g5 H& x$ g5 G; s; J3 c& h
C.在使用上,消除電源電壓的不平衡。# m/ c m4 y z( r
·電磁噪音的原因變成電磁加振力,這些的高諧波磁通因互相干涉產(chǎn)生電磁力波引起。, R8 r, F! G, X
但并非所有電動(dòng)機(jī)的噪音問(wèn)題,皆由電磁力波所引起的。有些是因與定子或轉(zhuǎn)子的自然振動(dòng)數(shù)一致或接近的情形形成共振狀態(tài)。所以電磁噪音產(chǎn)生的因素,不單單只因?yàn)殡姶帕Σǖ念l率,我們還需要了解電動(dòng)機(jī)各部份的振動(dòng)體自然振動(dòng)頻率。 |
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