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电机的噪声起因是振动对吗?

2020年03月24日 09:37 次阅读

  在现代工业生产中电机扮演者举足轻重的作用,在日常设备巡检时我们会发现运行中的电机发出各种异音,而这种长时间“异音运行”状态严重威胁着电机的安全运转,为了及时发现并消除异常现象我们必须详细了解电机制造、装配工艺,准确识别出主要的噪声源。

  电机振动和噪声的根源确实很复杂

  在实际的生产制造过程中,振动和噪声是相伴而行的一对问题,特别是机械噪声,其根本的原因是振动,也就是说,控制机械噪声应从消除机械振动入手。

  端盖的轴向振动和噪声

  端盖的轴向振动是机械噪声源之一,这主要是由轴承振动激发的,在小型电机中较为重要。端盖轴向的动刚度越小,则越容易激发较大的振动速度和噪声。

  电刷装置的振动和噪声

  电刷装置的振动和噪声是由换向器表面状况不良、电刷与刷握间的间隙偏大、电刷压力偏小或压力施加不当使电刷歪斜,以及刷握、刷架和刷杆刚度不足等结构和工艺方面的原因所产生。

  直流电机运行时电刷和换向器的滑动接触状况以及换向器表面所形成的氧化亚铜薄膜和其上覆盖的一层石墨薄膜和尘埃微粒,不仅影响电机的换向性能,而且也影响到振动和噪声。

  实践证明,空载时由于滑动接触面温度较低,上述薄膜不易形成,电刷和换向器之间的干摩擦使噪声增大。如轧钢直流电机在空载运行周期占总时间50%以上时,空载情况下的噪声比负载时的要高6~10dB。这种振动与换向器表面由于机械原因引起的振动有所不同,后者可以在电机低速运行时检查出来(用手轻触电刷有振动感)。滑动接触产生的电刷振动噪声的频谱一般在1000~-8000Hz范围内,且电机转速变化时它变化不大,这也是它区别于机械原因的特点之一。

  滑动接触产生的电刷振动噪声还与电刷极性有关。例如,直流发电机的正电刷较负电刷的振动小;因为正电刷能分离出石墨和碳的结晶体,在换向器表面吸收水分形成润滑膜,而负电刷却将其铲除。滑动接触薄膜的形成还与电刷牌号有关,牌号的选择首先是保证良好的换向性能,但同时也应考虑到电刷的振动和噪声。

  一、 噪声来源

  一般电机噪声来源可分为机械噪声、电磁噪声、空气动力噪声等。

  

  1.1 机械噪声

  电机定转子摩擦、动平衡破坏、轴承及轴承套磨损以及电机本体共振形成机械噪声。详细产生原因如下:

  (1)轴承损坏或装配不良,电动机转动时用听音棒一头放在轴承端盖上,另一头用手指顶住放在耳垂处听轴承转动声音是否均匀、有无周期性的“咕隆、咕隆”声,如有异音说明轴承有问题,一般为轴承严重缺油、油中有杂质、产品质量不合格或轴承磨损造成。对于大型高压电机如电机轴承装配不到位、轴承套磨损、轴承紧螺母松动都会造成轴承发出异音。

  (2)电机转子动平衡破坏,转子不平稳或转轴弯曲引起转子振动,同时使机座发生振动产生噪音。

  (3)定、转子铁心松动。

  (4)定、转子间气隙不均匀导致相互摩擦。

  (5)新绕制的电机,相间绝缘纸或槽突出于槽口外与转子相擦。

  (6)构件(端罩、风罩、出线盒盖等)振动。

  (7)铁心松散或片间短路、槽齿损坏。

  (8)风扇与风罩相擦或风扇不平衡、风吹松动。

  (9)机内有杂物,异物进入电动机内。

  (10)联轴器连接松动。

  (11)轴承安装不良或轴承损坏。

  (12)紧固件松动。

  (13)碳刷换向器间相擦。

  (14)地基不平或安装不好、地脚固定不稳,安装时,电机没找正(或找正不好),电动机轴与机械负载轴不同心。

  1.2 电磁噪声

  电机气隙中的交变磁场引起定子、转子和整个电机结构和振动产生的一种低频噪声为电磁噪声。电磁噪声主要是由于气隙中的磁场(包括基波磁场和各种高次谐波磁场)产生周期性变化的径向力或不平衡的磁场力使定、转子铁芯产生磁滞收缩和振动引起的,电磁噪声约占电机噪声总量的20%。具体原因如下:

  (1)定、转子槽配合不当,铁芯叠压不紧。

  (2)定、转子长度配合不好(相差太多)。

  (3)转子铁心的径向振动。

  (4)绕组节距不对。

  (5)转子槽斜度不够。

  (6)某一极相组中线圈接反。

  (7)并联绕组中有支路断路,定子绕组不对称或匝间短路。

  (8)笼型转子的笼条开焊或断开。

  (9)电压、频率变化大。电压严重不平衡、频率过高引起电磁声音增大。

  1.3 空气动力噪声

  电机转动时,风扇和转子上某些凸出部位使空气产生冲击和摩擦形成空气动力噪声。它随风扇和转子圆周速度的增高而增大。风扇旋转形成一个宽频带的连续噪声,在此项噪声中所占比重较大(尤其是转速在1500r/min以上的高速电动机)。风扇噪声强度决定于风扇(叶片角度、宽度、电机转速)、进出风口和风道设计不当引起。空气动力噪声的主要部分,约占75%。

  二、噪声鉴别方法

  2.1 断电法

  利用电磁噪声随磁场强弱、负载电流大小以及转换高低而变的特征,对空载运行的电动机静听一段时间后突然切断电源,随着电源的切断部分噪声会立即消失,此为电磁噪声。停电后电机借惯性继续运转产生的噪声则为机械噪声。反复数次以期得到确定。

  2.2 改变电压法

  将电源电压急速下降至一定限度(转速无较大变化)时,如果电磁噪声是电机噪声的主要部分,则会随电压变化很大,而其他噪声基本不变。

  2.3 电流测试法

  若定子绕组不对称或内部断相、匝间短路,则三相电流不平衡;若转子断笼或绕线式电机转子三相不对称,则定子电流有波动,以此来鉴别出电磁噪声。

  2.4 拖动法

  用低噪声电动机拖动被试电机旋转,提起及放下碳刷数次,可鉴别出碳刷噪声的影响。

  2.5拆卸部件法

  对于空气动力噪声具有稳定的特征,可以通过取下风扇(小型电动机)或外鼓风机(大、中型电动机)前后噪声变化的情况来鉴别。另外,更换不同外径和型式的风扇,在不同转速下区分噪声的差别,也可鉴别出风扇噪声。

  三、噪声的控制

  3.1 合理设计电机的结构,减少噪声

  (1)正确选用风扇材质和结构:单项旋转的高速电动机,可采用流线型后倾式离心式风扇,对离心式风扇,带倒向环的比不带倒向环的噪声低;此外,盆式风扇比大刀式风扇噪声低;铝质风扇比尼龙风扇噪声低。

  (2)改进风路:加大风扇外缘与风扇罩或端面内腔间隙,取消风道中的障碍,使风流方向平滑,可改善噪声。

  (3)定子绕组采用合理的短矩。

  (4)异步电动机转子采用相对倾斜的双斜槽结构以减少轴向力;直流电动机采用不均匀气隙。交流电动机采用磁性槽楔,不但可以减少谐波损失提高效率,还可以减少由谐波磁场引起的电磁噪声。

  (5)使用中的电机产生“扫膛”时,可适当增大气隙以减少气隙磁密。当电机功率有裕量时,可将转子圆周车去一部分,以增大气隙,消除高次谐波引起的噪声,但在减小的同时,增大了空载电流,并使功率因数有所降低。

  (6)适当控制轴承滚动面的波纹、凹坑、粗糙度及径向间隙。

  (7)提高换向器表面加工精度和光洁度以减少电刷噪声。

  (8)增加机座刚度及平衡度,必要时可用水平仪做一下地基的水平;目测一下电动机安装角度与拖动的机械是否合适。

  3.2 确保装配工艺精良

  (1)选用高质量的轴承。轴承与转轴或轴承与轴承座之间的配合应适当,并控制好轴承热套时的温度及时间。(将轴承加热至100℃左右,非密封轴承可在机油中煮5min左右,当内圈胀大后,迅速将轴承套入轴颈上,待轴承冷却收缩后,轴承内圈便会紧紧地固定在轴颈上。对于密封式轴承,因内部已涂满润滑脂,不要用油煮加热,可用电加热法将轴承均匀加热后套入轴承上。我公司现全部采用电动轴承加热器进行加热)

  (2)转子动平衡不好是产生机械噪声的主要原因,所以要提高转子的动平衡检验精度,尽量减少偏心的影响,保证电动机安装时联轴器的同心度。

  (3)润滑油选用合适且无杂质。润滑脂的粘度大,噪声低。但粘度过大时,会有搅拌声。润滑脂充添量对于非密封式轴承,要在轴承内塞满润滑脂,润滑脂可由轴承的一端挤入,由轴承的另一端挤出,使润滑脂填充在轴承内,两端用手指抹平即可。轴承盖内腔所涂的润滑脂量应为轴承室内部空间的1/3—2/3为宜。

  (4)不同种类的轴承需按其安装工艺的要求安装轴承装配原则上不允许采用铜棒击打的方法,否则会由于轴承内圈受力不均损伤轴承。采用热套方法装配轴承时,事先要仔细检查轴承与轴颈的配合尺寸,因为热套与冷套不同,热套时套入轴承的过程中,不易发觉轴颈与轴承的配合公差和过盈程度是否适宜。轴承热套后不应移动电机或装配其他附件以防止轴承移位。

  (5)装配电机联轴器前必须测量其与轴径的配合尺寸(一般过盈配合=0),同时检查转轴端键槽与键的配合紧度以防止电机转动后因键松动产生噪音。

  3.3 其它减噪方式

  (1)容量超过10MW,转速超过1000r/min的大容量高速电动机,采用刚性的隔离罩(内表面粘贴吸音材料)将电机罩起来,是最有效的减噪办法。

  (2)在产生气流噪声最强的部分加装有对气流的阻力小,不影响电机散热和装卸方便的消声器。

  (3)搬运中避免机座遭受机械撞击。

  (4)电动机是从电源吸收电能,转换成机械能再从轴上输出,所以电网中采取动态无功补偿和滤波装置,使电源中的谐波分量符合规范要求,提高供电质量,保证电压、频率合格,三相电压平衡,以控制电机噪声。

  (5)电动机运行时轴承盖不应打开;保持电动机的清洁;定期更换润滑油;经常清洁换向器表面以保持其良好的润滑接触。

  以上主要介绍了电机噪声来源及因素并提出了一些控制电机噪声的措施,相信这对降低电机噪声、保证设备安全会产生极大作用。

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直流电机正反极接反会烧坏电机吗

直流电机正反极接反能不能烧坏电机,需要根据电机的种类和型号而作判别。
发表于 2020-03-08 11:17 964次阅读
直流电机正反极接反会烧坏电机吗

荣威2020款Ei5正式上市,配备52.5kWh...

荣威Ei5为上汽荣威旗下的一款纯电两厢型轿车,虽然国人对于两厢车向来不感冒,但Ei5凭借着网约车的契....
发表于 2020-03-06 15:48 966次阅读
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奥迪轿跑SUV线上发布,百公里加速只要4.5秒

随着宝马和奔驰相继在线上发布新车,奥迪自然也不能落后,他们也通过网络的形式,发布了奥迪e-tron ....
发表于 2020-03-05 17:00 534次阅读
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变频器制动电路的工作原理

因一些大惯性负载,在减速或停车过程中,电机转速有可能超过变频器的给定频率,处于超速运行状态,此时电机....
发表于 2020-03-05 09:56 310次阅读
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迪奥两款新车亮相发布,搭载三电机系统,最大功率3...

全新奥迪A3和第八代高尔夫使用同一MQB平台打造,这也是奥迪A3自问世以来的第四代车型。据首席出行了....
发表于 2020-03-04 16:01 498次阅读
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