谈电机的振动及噪音一般评估电动机的品质除了运转时之各特性外,以人之五感判断振动及噪音的情形较多。而电动机产生的振动噪音,主要有:
1、机械振动噪音,为转子的不平衡重量,产生相当转数的振动。 2、电动机轴承的转动,正常的情形产生自然音,精密小型电动机或高速电动机情形以外,几乎不会有问题。但轴承自然的振动与电动机构成部材料的共振,轴承的轴方向弹簧常数使转子的轴方向振动,润滑不良产生摩擦音等问题产生。 3、电刷滑动,具有电刷的DC电动机或整流子电动机,会产生电刷的噪音。 4、流体噪音,风扇或转子引起通风噪音对电动机很难避免,很多情形左右电动机整体的噪音,除风扇的叶片或铁心的齿引起气笛音外,也有必要注意通风上的共鸣。 5、电磁的噪音,为磁路的不平衡或不平衡磁力及气隙的电磁力波产生之噪音,又磁通密度饱和或气隙偏心引起磁的噪音。
一、机械性振动的产生原因与对策
1、转子的不平衡振动
A、原因:
·制造时的残留不平衡。 ·长期间运转产生尘埃的多量附着。 ·运转时热应力引起轴弯曲。 ·转子配件的热位移引起不平衡载重。 ·转子配件的离心力引起变形或偏心。 ·外力(皮带、齿轮、直结不良等)引起轴弯曲。 ·轴承的装置不良(轴的精度或锁紧)引起轴弯曲或轴承的内部变形。
B、对策:
·抑制转子不平衡量。 ·维护到容许不平衡量以内。 ·轴与铁心过度紧配的改善。 ·对热膨胀的异方性,设计改善。 ·强度设计或装配的改善。 ·轴强度设计的修正,轴联结器的种类变更以及直结对中心的修正。 ·轴承端面与轴附段部或锁紧螺帽的防止偏靠。
2、轴承之异常振动与噪音
A、原因:
·轴承内部的伤。 ·轴承的轴方向异常振动,轴方向弹簧常数与转子质量组成振动系统的激振。 ·摩擦音:圆柱滚动轴承或大径高速滚珠轴承产生润滑不良与轴承间隙起因。
B、对策:
·轴承的替换。 ·适当轴方向弹簧预压给轴承间隙的变动。 ·选择软的滑脂或低温性优秀的滑脂,残留间隙使小(须注意温升问题)。
3、电刷滑动音
A、原因:
·整流子与电刷的滑动时的振动电刷保持器激振产生
B、对策:
·握刷的弹性支持、选择电刷材质与形状、抑制侧压引起的电刷振动及提高整流子的精度等。
二、流体噪音的产生与对策
电动机的流体噪音中,主要为冷却用的风扇引起的噪音。此外,转子铁心的槽开口部接近静止侧的部份,变成显著气笛音,再则通风路等如存在共鸣空间,产生显著的共鸣者。 1、风扇噪音的大小:
电动机一般求两方向转动,风扇的叶片为径向直线叶片,效率不良,而且噪音大。噪音值约由下式来求。但测定电动机的轴中心高度,距离有1m的情形。
噪音dB(A)=70 log D+50 log N+
D:叶片的外径(m), N:每秒的转数, :常数32~36,
由上式,降低噪音位准,以减少风扇的外径较重要。但吐出风量与风压低下,与这些的配合变成重要。风扇在外框的内部时有减音或遮音效果。
2、风扇噪音的频率依不同类型而有差异。
·压力噪音,为风扇的叶片空气受压力冲击产生。 ·扰流噪声,为叶片周边空气流动的扰乱起因者,径向直线叶片的风扇,电动机的用途上可说不可避免。 ·风扇与其它部份的干涉引起的气笛音,为接近转动叶片存在其它部份空气如流通,产生激烈的气笛音。
三、电磁噪音(感应电动机)
有关电磁噪音,其电磁噪音由耳朵的听感感度良好频率100HZ以上的频率带域,单一或复数的特定频率音组成,特别与定子共振时变成显著的噪音。感应
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