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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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