异步电机电磁噪声分析与控制

相影响运行性能、系统整体稳定性差等缺点。因此,要建立统一的 长；才能让标准这种特殊的技术信息资源真正成为全社会触手可
数据共享交换平台,提供总线式的集中数据共享交换。数据交换 及的公共科技信息资源。
平台包括共享数据库和数据交换系统。
参考文献：
在数据整合时需要注意一个误区，就是简单地建立一个大的 数据库，然后基于这个大的数据库做数据发布和统计分析。这样 虽然解决了当前因为没有统一数据库不能提供综合的数据服务
2.3 5 次谐波产生的电磁力
（3）
是 5 次谐波产生电磁力的交变部 分，它使定、转子产生 10 倍电源频率的振动及噪声。
2.4 7 次谐波产生的电磁力
（4）
是 7 次谐波产生电磁力的交 变部分，它使定、转子产生 14 倍电源频率的振动及噪声。
基波引起的振动频率低，产生的两倍电源频率的电磁噪声 是不显著的，5 次谐波和 7 次谐波引起的振动的幅值和频率较 高，由振动产生的噪声也比较显著。
to Solving Motor Vibration Problem. IEEE Transactions on Industrial
Applications.2002,36(5):1467- 1480.
[2]罗明,夏全福.降低异步电机的探讨.武汉化工学院学报.2001，23（2）：
70- 72.
[3]程福秀,林金铭.现代电机设计.北京：机械工业出版社.1993.
在实践中注意比较。表 1 列出了以 132S- 4 为样机进行不同槽配
4 小结
合对比试验的结果。
本文对异步电机产生电磁噪声的原因进行了理论分析，根
表 1 不同槽配合的样机噪声测试结果
据产生电磁噪声的原因总结并验证了相应的控制措施。
参考文献:
[1]William R . Finley, Mark M. Hodowanec. An Analytical Approach
另一方面还与力波的次数有关，次数越低铁心弯曲变形就越大，
产生的振动就越大，引起的噪声越大。例如定子磁密波为 7 次谐
波，转子磁密波为 5 次谐波。产生的力波次数为
r=|v+u|=|7+5|=12
r=|v－u|=|7－5|=2
是常数项，它是作用在定子铁心及转子铁心上均 匀分布的力系，只影响铁心静态变形而不产生噪声。
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异步电机电磁噪声分析与控制
邬连学 李兴权 孙晓燕
（承德石油高等专科学校，河北 承德 067000）
摘 要：异步电机电磁噪声产生电磁噪声的主要原因是因为气隙磁场谐波的存在，针对谐波产生的途径可以在电机设计时
采取相应的控制措施。
关键词：电磁噪声；异步电机；谐波
1 引言 异步电机噪声主要有电磁噪声、通风噪声、机械噪声等，其 中电磁噪声影响最大，在电机设计时应给予慎重考虑，通风噪声 是气体在电机的散热系统中产生的鸣笛和哨鸣噪声，机械噪声 主要是由于电机部件摩擦、几何形状不规则，如气隙偏心、转子 不平衡、不对中等产生的噪声。 2 电磁噪声分析 如图 1 所示为，异步电机的电磁噪声主要是由定转子谐波 磁场相互作用而产生随时间和空间变化的电磁力波，促使定子 产生高倍数电源频率的振动而引起的。
2.5 定、转子谐波相互作用产生的力波 Pvu 定、转子绕组谐 波磁场相互作用产生的径向力为
图 1 电磁噪声的产生 2.1 电磁力波 异步电机气隙磁场在定转子间产生的电磁力可分解为切向 和径向两个分量，切向分量是与电磁转矩对应的反作用力，它使 定子齿根产生局部变形，对电磁噪声影响不大，径向分量使定子 铁心产生振动变形，是电磁噪声的主要来源，单位面积的径向电 磁力 pr 的数值及分布按(1)式计算
3.5.2 调整定子与机座的机械连接，调整各种刚度数值，使
弱，因此采用
机座振动为最小。
3.5.3 增大激振力的模数，在相同的激振力幅值下，使定子
3.3 选择合适的槽配合
偏移大幅度降低，定子振动明显降低。
定转子槽数的配合对异步电机电磁噪声和起动、运行、制动
3.6 减小高次谐波电流的影响
特性都有重大影响，因此要选择合适的槽配合，以平衡各要素之
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是基波磁场产生电磁力的交变部分，它 是力的行波。它使定、转子产生两倍电源频率的振动及噪声。
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图 2 径向力力波波形图 2009 年第 3 期
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图 2 所示为磁密波形以及它们产生的径向力波以及合成力 波波形，力波数为 2 的径向力产生变形比较大，相应的噪声及振 动也比较大。
3 降低噪声和振动的措施 3.1 适当增大气隙
从试验结果可以看出合理设计电机的槽配合对电机电磁噪 [4]高荣琴.电机噪声的分析及预防.电机设计.2003(4):41- 4.
声的控制的效果是十分明显的。这一结果与理论分析相吻合。
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（上接第 20 页）能保证全局数据的共享，又能保证各应用系统及 的问题，但将给以后的可持续发展留下更大的障碍：一个没有业
表 8）
3.5 降低电机定子表面的动态振动
式中 τ—极距。
3.5.1 设计电机的时候确定定子结构、转子系统和端部护罩
式(8)表明，为消除 v 次谐波，只要选用比全节距短 的短 的固有频率，使其避开主要激振频率。
距即可。通常在选择节距时，主要考虑兼顾 5、7 次谐波的同时削
近年来，应用晶闸管的电力电子产品增多，电流中含有许多
间的关系，通常 异步电机设计采用少槽、近槽配合，这样可以减 高次谐波分量，使电源波形畸变，这是产生电机电磁噪声的外在
少齿谐波磁通在铁心齿中产生的脉振损耗和斜槽笼型转子导条 因素。因此减少高次谐波电流既是保护电机正常运行的需要，也
的横向电流损耗，但少槽、近槽配合易产生电磁振动和噪声，应 是控制电机电磁噪声的一个客观要求。
色不同，建库模式不同，需求群体不同，服务模式不同的各级各类
3.3 数据交换平台
标准信息服务机构之间，真正便于信息交流、数据整合、资源共
建立两两系统之间的数据共享路线容易导致数据的不一致、 享；才能真正保证标准数据库体系建设的完整性、关联性、易用
数据变更不能及时响应、数据共享路线太多难以维护、系统间互 性，才能真正实现标准数据库资源总量与有效利用成正比例增
[1]王涌, 张晓华.中等规模高校信息化建设基本模式的探索教育信息化[J]. 教育信息化，2006(3). [2]王慧, 卞艺杰.浅谈数字化校因中数据中心的建设[J].大众科技, 2006(4). [3]李林林.关于高校信息标准建设的若干思考[J].黑龙江教育，2007(5).
2009 年第 3 期
（1） 式中：b2(θ,t) —气隙磁密；
μ0 —空气磁导率。 2.2 基波磁场产生的电磁力 气隙基波磁密 B1'=B1cosω1 代入（1）式得：
（2）
（5）
其中 2bvbu 项对电磁噪声的影响很大。定、转子绕组谐波磁
场相互作用产生的力波的次数为
r=|v±u|
（6）
电磁力波引起的振动和噪声一方面力波的幅值大小有关，
其数据库管理系统的自治，确保基于异种系统平台实现对异构数 务部门负责、不与管理关联的庞大数据库，最终会成为信息化艰
据库的查询和联合使用，提供一个独立于特定数据库管理系统的 建设发展的鸡肋！
统一编程界面。从而为校领导、教职工、学生提供信息服务，为各
按照标准化、规范化建立起来的标准数据库，才能在主题特
部门信息化工作提供支持。
由单位而积的径向电磁力 pr 的数值及分布公式：
，减小气隙磁密可以降低电磁力 pr。
又有
(7)
其中：f(x,t) 合成磁势
δ 气隙长度
从（7）式中看出适当的增加电机的气隙可以减小气隙磁密，
降低电磁噪声。但增加气隙会增加电机体积和重量，加大磁钢的
消耗量，因此要适当处理。
3.2 采用短距绕组消弱谐波电势
选择适当的线圈节距，使某一谐波的短距系数等于或接近
于零，则可达到削弱谐波的目的。为消除 v 次谐波，线圈的节距
3.4 转子进行斜槽处理 转子斜槽后，各次谐波有一个衰减的斜槽系数，对于 v 次谐 波的斜槽系数为 Kskp
(9) 式中，bsk—斜槽距离;
τ—极距。 转子表而的齿谐波以 2mq+1 次和 2mq- 1 次最强。从式中可 以计算出 bsk=τ/mq 时电机可同时削弱 2mq+1次和 2mq- 1次谐 波。适当地斜槽以削弱起主要作用的转子齿槽谐波。可以降低电 机的电磁噪声。表 2 列出了以 132S- 4 为样机进行斜槽对电机的 电磁噪声的影响。