电机噪声分析与控制
对电机振动噪音的分析与控制
对电机振动噪音的分析与控制
刘效 刚
【 佳木斯 电机股份有限公司 。黑龙江 佳木斯 １ ５ ４ ０ ０ ２）
声的重要 因素之一 。因此 ，进一步提高转子 的转动平衡精确度 ，能 够在 一定程 度上有效解决 电 机 振动，从而将振动噪声控制在可被接 能进行 生产、传输、使用的重要机械 ，在 电能的发展 中始终 占据着 受的范围之内。主要可 从以下 几个方面入手 ： 举足轻重的重要位置 。然而 ，随着 电机在 日常生 活的广泛 的应 用， 首先 ，尽可能使转子各部位 的平衡量分布 更为 均匀。也就是说 电机振 动噪声也俨 然成为环境污染 的一 大公 害。 因此 ，为 了创造更 在实际旋 转时，为 了尽 可能减 小离心力，我 们应 该至少选择 ２个校 为舒 适的工作 生活环境 ， 提 高生产率 的同时 ， 保证Ａ ． ４ １ ＂ １ 的身・ 健康 ， 正面。同时 ，为 了获得更好的平衡效果 ，其所选择 的支点应尽量靠 就必须对电机振动噪音采取一定的措施 ，以便将其控制在 可到 允许 近轴承挡 。而校正面 内平衡配重量 的所在位置 半径 ，则应 该尽可能 的范 围之 内。所 以，本文笔者 结合 个人 实践 工作 经验 ，对电机振动 偏大 ； 噪声进行粗浅的分析 ， 并提 出几点解决与控 制电机 噪声的个人建议 ， 其次 ，尽可 能提高平衡机 的转速 。随着转 速与径的不同，风扇 鼓风时的不平衡径 向力也有所变化 。因此，为了提高转子动平衡实 以供参考。 验 中的精确度 ，则应该在 可能 的情况 下，提 高平衡机的转速， 已获 【 关键词 】电机 ；振动噪音 ；控制 得更为准确 的数据 ； 前 言 再次 ，在转子 结构 设计 中加 强对 对称性与同轴度的设计 ，从而 近些年来 ，工业噪音 、污水 、废气早 已成 为污 染环 境的三大公 保证转子动平衡 。尤其 是实际加工中，在条件允许的情况下，对风 害 ，严重影响着人们 的身 心健康 。尤其 是伴 随着 电能的广泛应 用与 ห้องสมุดไป่ตู้ 与绕组支 承的圆周、平 面应 进行加工，而非加工平面也应该保持 快速发展 ，电机振动 噪音俨然 已经 成为 工业早已的重要组成部分。 光滑平整 ，从而进 一步保证 同轴度 ； 因此 ，如何 降低 电机 的振动 噪音 ，早已成 为电机 行业 普遍 面临的共 最后 ，在钢 片冲制与铁芯叠压过程中 ，应严格遵守工艺规程 ， 同问题 。以下笔者 即结合个人 实践工作 经验 ，对 引发电机振动噪音 尽可能的减 小由于硅钢 片的厚薄不均匀与毛刺过大所 引起 的不平衡 的原 因进行粗浅 的探 讨，并提出几点解 决并控制电机 振动噪音的个 量 。 人建议 ，以期将 电机 振动噪音控制在可允许范围之内 ，为人们提供 ２ ． ２从 电机 自身结构入 手防止振动噪音 更为舒适 的工作 、生活环境 。 为了更好的解决与控制 电机振动噪音 ，就应该 从电机 自身问题 １引发电机振动噪音的原因 找起，进 而实施 全面控 制。 １ ． １ 由于电机轴承与 电机转子 不平衡所 引发 的振动 噪音 首先 ，从 电机 的设计上入手 。选择适 当的槽数 进行 组合；采用 通过分析我们可 以得知 ， 电机主要 由电气与机械两个部分构成 特殊槽；斜槽化 ；选择合适的线圈节距 ；正 弦波绕线 ；采 用分数槽 因此 ，电机 在分析电机故障时应该对其一分为二 。一般情况下 ，电 绕线；齿、气隙 、轭铁部 的磁通密度应适 当；转子槽部极 和厚度均 机的振 动噪音主要是 由转动部分不平衡 、机械故障或者 电磁方面 的 等 ；采用磁性楔 ，扩大气隙 ；其次 ，从 电机机械 设计上入 手。在 电 原因造成的 。所 以，对 电机轴承及 电机转子不平衡所 引发 电机振动 机 的机械设计上 ，应该采用全 闭槽 ，来消 除齿尖 厚度的不 同，从而 噪音进行分析尤为重要。 目前 ，我们常见的转动不平衡 ，主要表现 提高制造技术 。同时 ，为 了避 免和 电动机 的装置机 构发生共振 ，在 在转子、联轴器、耦合器、传动轮 （ 制动轮） 的不平衡 。其 中，由轴 定子铁心或者轴承的支持部位 ，应设计支持 防振 ，提高振 动弹性 。 承所引起的不平衡，通常会伴有异常声响 ， 而 由转子 引起 的不平衡 ， 并且在 电动机的外部 ，则因该设置遮音或者防音的机械构造。 则需要测量单转 电机 的振动值 。此外 ，由于转动部分 的机械松动 也 最后 ，从 电机 的使 用上入手。在实际使用中 ，我们 以电磁 电机 会造成转动部分的不平衡 例如 ：铁心支架 的松动 ，斜键 、销钉 的 为例 。而通过研 究，我们可 以得知 并不是所 有电动机的电机振动噪 失效松动，转子绑扎的不紧等。 音 问题 ，都是 由电磁 力波所 引起的。有些则是由定子或者转子 的自 １ ． ２ 由于机械部分故障所引发的振动噪音 然 电机振动数 一致或 者接近 ，而形成的共振 。因此 ，在分析引发 电 机械部分故障所 引发的振动噪音 ，主要表现在 以下几个方面： 机振动 噪音因素时，应多了解 电动机各部分 电机振动体 的自然振动 第一 ，由于与 电机相连 的齿轮和联轴器存 在问题 ，以至于在 实 频 率 。 际作业 中极 易出现 以下几种故 障，造成 一定程度 的振 动噪音。如： ３ 结 束 语 齿轮 的咬合不 良；轮齿磨损严 重；联轴 器歪斜 、错 位；齿式联轴器 综上所述 ，本文笔者对 引发 电机振动噪音 的原 因进行粗浅 的探 的齿形 、齿距不对 、间 隙过大 、磨损严重等 问题 讨，使 我们更加清楚的认识到 ，随着 电能成为现代化 的重 要能源 之 第二 ，在 电机 的安装过程 中，由于安装不当、对中不 良，造成 电机振 动也俨然 成为工业噪音的重要组成部分 ，严重影响 到人 联动部分 的轴系 不对 中，中心线不重合 ，定心不正确 ，进而引发振 们的工作与生活 。因此， 电机企业在生产 中，更应该针对 电机振 动 动 噪音 。此 外，在 实际作 业中，往往有些联动部分的 中心线在冷却 噪音这一重要 问题，进行必要 的研 究与分析 ，制 定更为完 善的设计 时是重合 一致 的，但经过 一段 时间的运 行以后， 由于转子支点 、基 以及工艺生产流程，从而将 电机噪音控制在可允 许范围之 内，为人 准等发生变形 ，导致 中心线被破坏 ，从而产生振动噪音。 们提供更为舒适的工作 、生 活环境 。 第三 ，由于 电机拖动的负载产生的振动， 所 引发 的传 导性振动 。 参考文献 ： 如：水泵 、风机振动 ，所 引发 的电机振动 。 ｆ １ １ 郭 少英． 电机噪声的分析和控制Ⅱ １ ． 中小型 电机． １ ９ ９ ９ （ ０ １ ） 第四，由于电机本身结构存在缺陷或者在基础安装过程 中存在 ｆ ２ １ 齐辉， 李永辉， 段 建刚． 电机噪声的类 别、分析 方法以及 防治措施的 问题，以至于引发振动噪音。主要表现为：转轴弯 曲，轴颈椭 圆， 研 究进展 ｆ Ｉ ］ ． 微特 电机 ． ２ ０ ０ ７ （ ０ ３ ） 轴与轴瓦间的间隙过大或者过小；整个 电机安装基础 的刚度不够 ； ［ ３ 】 王 爱玲 ， 王 军华 ． 电机 噪 声分 析 与 降噪措 施 Ⅱ ］ ． 平 顶 山工 学 院 学 电机和基础板间固定不牢 ，底脚 的螺栓松动 ，轴承座和基础板之 间 报， ２ ０ ０ ５ （ ０ ３ ） 松动。 而特别值 得我们 注意的是， 由于轴与轴 瓦间的间隙过大或者过 【 ４ 】 王春潮， 周宏志－ 电机噪声 问题的探讨卟 纺 织机械， ２ ０ ０ ３ （ ０ ６ ） 小，不仅会引起 电机振动 ，还会使轴瓦 的润滑与温度产生异常 ，带 【 ５ 】 吴卫华， 陈吉芳． 浅谈 电机噪 声的形成及 实际控制 方法卟 机 电产品 来 电气故障。 开 发 与创 新， ２ ０ ０ ３ （ ０ ３ ） ２解 决并控 制电机振动噪音的几点个人建议 作 者简 介 ： ２ ． １进一步提高转子的转动平衡精确度 刘效刚 ，出生于 １ ９ ７ ３年 ６月，毕业于黑龙江矿业学院机械设计与制 通过上述分析 ，我们可 以看 出，转动不平 衡是 引发电机 振动噪 造专业 ，现就职 于佳木斯 电机股份有 限公司 ，从事 电机工艺工作
电机噪音分析
电机噪音分析1引言噪声是由物体的振动产生的，再通过空气或其它弹性介质才能传播到人的耳朵。
它由很多杂乱无章的单调声音混合而成。
其中20Hz～20000Hz是人们耳朵可以听到的频率。
低于20Hz的波叫次声波，高于20000Hz的波叫超声波。
噪声直接影响人们的身体健康，太强或长时间噪声，会使人十分痛苦、难受，甚至使人耳聋或死亡。
噪声是现代社会污染环境的三大公害之一。
为了保障人民的身体健康，国际标准化组织（ISO）规定了人们容许噪声的标准，如表1。
表1每天最长工作时间（h）8 4 2 -噪声dB(A) 85 93 96 115(最大）电机是产生噪声的声源之一，电机又在家庭、商业、办公室以及工农医等行业广泛而大量地应用着，与人民的生活密切相关。
随着社会的进步，人们对污染环境的噪声提出了越来越高的要求与限制，尤其对与人们密切接触的家用电器更是如此。
这方面，先进国家尤其重视。
我国政府历来重视人民的健康，对限制噪声不遗余力。
表2是我国产品标准规定的部分家用电器的噪声限值。
表2我国部分家用电器的噪声限值dB(A）电冰箱（250升以下）洗衣机吸油烟机电磁灶吸尘器洗衣机镇流器空调器（2500W、分体式）52 75 75 50 84 72 35 45因此，尽量降低电机的噪声，生产低噪声的电机，给人们创造一个舒适、安静的环境是每个设计者与生产者的职责。
2电机噪声的分类根据电机噪声产生的不同方式,大致可把其噪声分为三大类:①电磁噪声；②机械噪声；③空气动力噪声。
3电磁噪声电磁噪声主要是由气隙磁场作用于定子铁芯的径向分量所产生的。
它通过磁轭向外传播，使定子铁芯产生振动变形。
其次是气隙磁场的切向分量，它与电磁转矩相反，使铁芯齿局部变形振动。
当径向电磁力波与定子的固有频率接近时，就会引起共振，使振动与噪声大大增强，甚至危及电机的安全。
根据麦克斯韦定律，气隙磁场中单位面积的径向电磁力按下式计算：式中：B——气隙磁密θ——机械角位移μ0——真空磁导率由于定、转子绕组中存在着主波磁势与各次谐波磁势，它们相互作用可以产生一系列的力波。
引起噪声的主要原因以及采取的降噪措施分析论述
引起噪声的主要原因以及采取的降噪措施分析论述
控制噪声是环境保护的一个重要内容，而电机噪声又是衡量电机产品质量的重要技术指标。
因此控制电机的噪声已成为国内外电机制造企业生存与发展的重要问题。
文章就引起噪声的主要原因以及采取的降噪措施加以分析论述。
电机运转时通常有多种噪声源同时并存，不同的噪声是由电机各种零部件产生的，而电机形成噪声的不同部位，一般互不相关，因此可以分别研究，分别采取专门的降噪措施。
1、电磁噪声
电磁噪声主要是由在时间和空间上作变化，并由电机各部分之间作用的磁拉力引起的。
气隙空间的磁场是一个旋转力波，它的径向力波使定子和转子发生径向变形和周期性振动，是形成噪声的声源。
其声波大部分是由定子和其它部件振动辐射到周围空间，成为“气载噪声”，而电磁噪声大部分属于“气载噪声”。
还有很多属于设计和故障原因，也会造成电磁噪声的增加，比如：磁拉力不平衡;铁心饱和的影响;开口槽的影响;磁通振荡产生噪声;气隙动态偏心;晶闸管电源中的脉动分量;电网中的谐波分量;异步电动机断条;直流电动机电枢和主极匝间短路;交流电动机铁心压装不紧;装配气隙不均等等。
所以，适。
电机噪声的分析与控制
上海交通大学 振动、冲击、噪声国家重点实验室
电机噪声的分析与控制
降低电磁噪声的措施
• 采用正弦绕组，减少磁势中某些谐波成分 • 合理选择定、转子齿槽配合 • 气隙的均匀性及气隙值的选取 g
1 40 lg( ) ∆ Lp = – 气隙g加大噪声级下降公式： g2
Cepstrum
Spectrum of A weighted sound level of compressor noise: y6
Cepstrum of sound level of compressor noise: y6 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 Quefrency (sec) 0.07 0.08 0.09 0.1
上海交通大学 振动、冲击、噪声国家重点实验室
电机噪声的分析与控制
降低机械噪声的措施
• • • • • • 采用滑动轴承 提高滑动轴承的精度 提高轴承精度，改善结构和装配工艺 保持轴承良好润滑 波形弹性垫圈的减小轴向窜动 保持轴承的角度误差最小
上海交通大学 振动、冲击、噪声国家重点实验室
噪声测量与评价
噪声的实验分析
机械噪声检测的虚拟仪器原理图
显 示 参 数 设 置 触 发 采 集 信 号 判别 是 否合 格 给 出 指 令 等 待 触 发
分 析 存 储
电机噪声在线检测流程图
上海交通大学 振动、冲击、噪声国家重点实验室
噪声的实验分析
某电机噪声自动检测的虚拟仪器
检测历史数据查询界面
电机机械振动噪声的控制与改善
第二章 电机机械振动噪声的控制与改善本章主要对永磁微电机机械振动噪声的形成原理进行分析,对现有控制改善方法进行总结,进一步对现有生产的门镜马达存在的问题进行分析并提出控制和改善的方案,且采用试验方法以论证改良后的效果.2.1微电机机械振动噪声的形成原理分析2.1.1振动分析:在微电机中,转子应有四个自由度,一是绕轴的旋转自由度,二是轴向存在的间隙,还有两个是轴承径向存在的间隙.其中后两个间隙很小,通常只有几个微米.但由于这些因素的存在,即使是只有几微米的间隙,也影响着马达的振动噪声.(1)在N 、S 两磁极下产生的电磁力∑=n i Ni F 1与∑=n i Si F 1作用下,电动机转子产生旋转运动,旋转部件的每个单位质点受离心力作用,均产生一下径向旋转力矢.如图2-1,这些力矢合成后,大部分被相互抵消,没有被抵消的力矢,折算到电动机轴承A 、B 二端,分别为A F 和B F .这两个旋转力矢,持续作用在转子的轴承部位,引起受迫振动.振动通过轴承、端盖和铁壳,影响到整个电机产生振动与噪音.NF A ' F B ' 图2-1转子振动示意图(2)在马达内,电枢在轴向有一定的活动空间即间隙d,如图2-2所示,当电枢在旋转时,如电枢在该间隙内来回窜动,则会对轴承形成撞击,再传递到铁壳和端盖向外发出振动噪声.当马达内的垫圈以及定位圈的表面不平整,垂直度差时,以及磁场中心线设计不当时均易造成电枢窜动.(3)对马达两端轴承内孔而言,与电枢轴配合有一定的间隙,电枢在高速旋转时,由于电枢本身必定有一定的失平衡存在,且由于转子所受各种不同的电磁径向力,转子与轴承一动一静,两者间产生摩擦甚至是碰撞,严重时出现混沌运动,表现为复杂的震动,加重马达噪声.轴承与轴间的间隙配合情形可分为两种,一种为同心度差形成了轴向倾斜, 如图2-3,另一种为径向的碰摩,如图2-4.(4)电刷片振动分析:当电刷在换向器上高速滑动时,由于换向器表面并不十分光滑,而且换向片间存在槽隙,换向片间也存在跳动,故造成电刷的径向振动而产生噪声.其中换向器的圆度和片间跳动是影响噪声的关键因素.图2-3 轴孔配合示意图一图2-4 轴孔配合示意图二2.1.2影响机械振动噪声的原因:(1)转子不平衡产生振动;(2)转子产生轴向窜动;(3)电刷变形及换向器表面有伤痕引致转子受力不均;电刷压力不适;(4)轴与轴承摩擦产生噪声;(5)机壳端盖轴承加工精度差,中孔同轴度超差;(6)部件共振;(7)润滑油的影响;(8)操作工装的影响.(9)操作工人素质的影响2.2机械振动噪声的抑制和改善措施:在当前,对永磁直流微电机的振动噪声研究的结果,参见文献[1]、[2]、[3]、 [4],一般来说主要是控制以下几个方面的因素.(1)通过动平衡工艺,消除转子上不平衡的质量,将其有害振动压制在一定范围内.(2)控制转子在磁钢的位置,应保证轴向磁推力(或拉力)合适,并防止转子轴向窜动.(3)保证电刷无变形.增加适当的避震胶在电刷片上.(4)控制机壳与端盖轴承同心度,应严格于0.02mm以下,表面光滑无毛刺.轴承与机壳的同轴度控制在0.05mm以内.(5)当在轴承压入机壳和湍盖时,采用一根尺寸精度高的硬质合金芯轴,先把轴承套在芯轴上,然后再压进机壳或端盖的轴承室中.组合后会有一个较理想的间隙,且轴承内圈较平整.(6)提高支承转子的机壳和端盖的倔强强度,如加厚机壳和端盖的壁等.(7)含油滑动轴承含油量为18%以上.(8)改善提高总装工具的工序能力.(9)加强提高操作工人的技术水平和品质意识.2.3门镜马达机械振动噪声的分析和采取的抑制改善方法对于本文作者所在的德昌公司生产的门镜马达而言,马达噪声是目前要改善的重要项目.一些型号噪声制程能力(capability)的不足,已极大地影响了客户信心和马的生产.因此,需专门针对门镜马达的振动噪声作进一步的分析探讨,提出抑制改善方法.2.3.1门镜马达振动噪声的分析探讨在现有生产的门镜马达中,一些型号的噪声制程不足,受到了客户的投诉.对生产的取样及客户投诉的样板进行比较分析发现,这些马达噪声包含多种情况.一是马达运转时声音太大,dB(A)值超过规格;二是异常的声音,虽然此时运转声不大, dB(A)值未超过规格,但引致人耳听时感觉马达运转时声音较差,即声品较差,其中一种异常的杂声主要是电枢在马达内来回窜动撞击轴承引起的.因此对于门镜马达的噪声主要可以划分为两种情况,一种是声音大,另一种是存在不纯的杂声.其中以第二种尤为严重.主要是要对第二种情况进行改善.2.3.2电枢失平衡的关键因素及改善控制方法:在现有的门镜马达电枢结构中,芯片为三辨.电枢的失平衡会造成马达在运转时轴与轴承内孔的摩擦加剧产生碰摩,进而产生噪声.由电枢结构性决定它主要影响着1倍频、3倍频等低频段的强度.要降低马达的噪声,就须控制电枢的失平衡量.比较发现,影响电枢失平衡的主要因素主要集中在以下几个因素中:a)冲芯片时芯片本身引致的失平衡;b)电枢绕线时的排线;c)加焊圆形压敏电阻时引致的失平衡.1)对芯片厚度不均影响的改善:现生产的门镜马达均采用0.5mm厚硅钢片材料,铁芯厚度为5.930.050.0+-mm.在芯片生产工艺中,采用的是高速冲床,每一片芯片相对位置是不变的.当来料厚度出现偏差时,一般是来料中间部份厚度均匀,两边变薄,存在一定坡度,厚度变化有一定的规律性.受这些因素的影响,冲芯叠加时铁芯同样会出现在某一方位上出现厚薄,从而引致铁芯失平衡.如采用扭片的工艺,则可将芯片中失平衡质点分散在不同圆周角上.如图2-5所示,将芯片相互之间转动一瓣,即120度,由此可使原来处于相同位置的失平衡质点相互之间错开120度空间位置,每3次则形成一周,相互抵消,在一定基础上使质心回归中心位置,在一定程序上减少铁芯的失衡量.图2-5 扭片平衡示意图在现有的生产中,对于整个电枢而言,如采取每一芯片相互之间转动120度,则需转动18次,那对生产的效率将有较大影响.为提高效率,生产中原本采用每次扭转2片,现有更改为采用每次扭4片.通过研究电枢的总芯片数与扭片次数的关系,以及抵消失平衡的原理,可发现如下的关系:表2-1由此可以看出,采用单次扭转1,2,3,6片时,最终未中和抵消的片数均为0片,而单次扭转为4片时,未中和抵消的片数达到2至4片,单次扭转为5片时,未中和抵消的片数达到3片.由此看来在同样的效果中,采用单次扭转6片时,生产效率最高.采用试验测量单次扭转2、4、6片时的失平衡数作比较:型号:10918马达; 失平衡量测试机:HOEMANN HP7实验时采用同一条芯片来料进行扭片，其中单次扭片2片和4片采用扭片机进行，由于没有6片扭片机，故采用人手扭片代替。
电动机电刷摩擦噪声分析与控制
电动机电刷摩擦噪声分析与控制摩擦噪声是电动机运行中常见的问题之一，它主要源于电刷与集电环之间的摩擦和接触带来的振动与噪声。
电动机的运行噪声不仅会影响到机器的稳定性和工作效率，还会对周围的环境和使用者的舒适感产生不良影响。
因此，准确分析和控制电动机电刷摩擦噪声成为了一个重要的研究课题。
一、电刷摩擦噪声的原因分析电刷摩擦噪声主要来自于电刷与集电环之间的接触摩擦。
电刷与集电环之间的摩擦不仅会引起摩擦力，还会产生震动与噪声。
电刷与集电环之间的接触表面不平整、接触材料不良、油膜破裂或污染都可能导致摩擦噪声的产生。
此外，电刷与集电环之间的接触面积、接触压力与速度也会对摩擦噪声产生影响。
二、电刷摩擦噪声的分析方法1. 实验方法：通过模拟电刷与集电环之间的条件进行实验，测量与记录电刷摩擦产生的噪声。
实验数据可以帮助研究人员定量评估电刷摩擦噪声问题的严重程度，并为后续的优化措施提供依据。
2. 模拟仿真方法：通过建立电刷与集电环之间的物理模型，结合材料力学与振动学原理，进行仿真模拟，分析电刷摩擦噪声的产生机理与传播途径。
这种方法的优势在于不受实验条件的限制，可以在各种情况下进行分析。
三、电刷摩擦噪声的控制方法1. 材料选择与优化：选用合适的材料可以降低电刷与集电环之间的摩擦与磨损。
材料的表面光洁度和硬度都是影响噪声产生的重要因素。
经过精细处理和优化的材料能够减少表面粗糙度，提高耐磨性，从而降低摩擦噪声的产生。
2. 润滑与冷却：适当的润滑剂可以减少电刷与集电环之间的接触摩擦，从而降低摩擦噪声。
选择适当的润滑方式和润滑剂类型，并定期更换润滑剂，可以保持电刷与集电环之间的良好摩擦状态。
另外，通过增加冷却装置，可以有效降低电刷摩擦过程中产生的热量，减少摩擦噪声的产生。
3. 结构改进与优化：对电刷与集电环的结构进行改进与优化也是控制摩擦噪声的有效方法。
例如，增加电刷与集电环之间的接触面积、调整接触压力、改善接触面的平整度等都可以减少摩擦噪声的产生。
动车组异步牵引电机的电磁噪声分析与控制策略
动车组异步牵引电机的电磁噪声分析与控制策略引言：近年来，随着高铁的快速发展，动车组异步牵引电机作为其重要的动力装置，具有功率大、效率高、使用寿命长等优点，被广泛应用于高铁列车中。
然而，由于电机的工作原理和特点，其产生了一定的电磁噪声。
这种噪声不仅对列车乘客的乘坐舒适性产生影响，还对列车设备的正常运行和使用寿命造成威胁。
因此，研究动车组异步牵引电机的电磁噪声分析与控制策略具有重要的实际意义。
一、动车组异步牵引电机的电磁噪声特点动车组异步牵引电机由于其结构和工作原理的限制，产生了一定的电磁噪声。
具体而言，主要体现在以下几个方面：1. 磁场噪声：当电机的转子与定子之间存在间隙时，磁场会引起转子和定子之间的磁力作用，导致磁场产生震动，产生噪声。
2. 电流噪声：在电机工作过程中，由于电机内部磁场的变化，导致定子和转子上的电流不稳定，形成电流波动，从而产生噪声。
3. 空气动力噪声：在电机运行时，由于电机旋转产生的气流扰动，使得周围空气形成涡流，产生噪音。
二、动车组异步牵引电机电磁噪声分析方法针对动车组异步牵引电机的电磁噪声问题研究，可以采用以下几种分析方法：1. 数值仿真方法：基于有限元分析原理，通过建立电机几何模型和电磁场模型，计算电机内部的磁场分布和磁动力特性，进而分析电磁噪声的产生机理。
2. 实验测试方法：利用专业的测试设备，通过安装传感器和探头，对电机的电磁噪声进行实时测试和监测，获取电机在不同工况下的噪声特征。
3. 模态分析方法：通过对电机结构进行有限元模态分析，得到电机不同频率下的振动模态，进而分析各振动模态对噪声产生的影响。
三、动车组异步牵引电机的电磁噪声控制策略为了减少动车组异步牵引电机的电磁噪声，可以采取以下几种控制策略：1. 结构优化：通过改变电机的结构参数，如减小间隙、增加密封件等，来减少磁场和空气动力噪声的产生。
2. 材料优化：选择具有减振降噪特性的材料，如橡胶、泡沫塑料等，来减少振动和噪声的传导。
电机噪声与振动控制技术研究
电机噪声与振动控制技术研究人们每天都会与各种各样的电机设备打交道，从家用电器到工业机械，无处不在的电机噪声和振动成为我们生活中无法忽视的问题。
电机噪声和振动会给人们的健康和生活质量带来负面影响，因此研究电机噪声与振动控制技术变得越来越重要。
电机噪声和振动主要是由于电动机的结构、工作状态以及与外部环境之间的相互作用引起的。
电机的机械振动可以通过机械结构的优化设计来减小，例如采用合适的结构材料、降低电机的共振频率等。
同时，电机的电磁噪声也是一种常见的问题，主要来源于电机转子的不平衡、电机绕组的电流波动以及电机内部的电磁干扰等。
为了减少电磁噪声，可以采用合适的电磁屏蔽措施、使用低噪声材料以及优化电机的绕组设计等。
在电机噪声和振动控制技术的研究中，一种常用的方法是主动控制技术。
主动控制技术通过在电机上加装传感器、执行器和控制系统等来实时感知电机的振动和噪声情况，并采取相应的控制策略来抑制或消除它们。
例如，可以通过在电机上安装振动传感器，实时监测电机的振动情况，并根据监测结果调整电机的工作参数或应用振动控制算法来减少振动。
此外，被动控制技术也是电机噪声和振动控制中常用的方法之一。
被动控制技术主要通过结构增强和材料改善来减小电机的振动和噪声。
例如，可以在电机的外壳内部加入吸音材料或减振材料，通过吸音和减振效果来降低噪声和振动。
同时，也可以通过调整电机的工作参数、改变电机的机械结构或改变电机的转速等来减小振动。
除了主动控制和被动控制技术之外，一些新兴的技术也被应用在电机噪声和振动控制中。
例如，智能控制技术可以根据电机的实时工作状态和外部环境条件，自动调整电机的工作参数以实现最佳的噪声和振动控制效果。
另外，人工智能技术也可以应用在电机噪声和振动控制中，通过模型预测和自适应控制算法来实现精确的控制效果。
除了技术手段的不断发展，标准和法规的制定也对电机噪声和振动控制起着重要的引导作用。
各个国家和地区都制定了相应的标准和法规，对电机噪声和振动进行了要求和规范。
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电机噪声分析与控制
电机噪声主要来自三个方面：空气噪声、机械噪声和电磁噪声，但有时也会将电路内部噪声列入噪声源之一。
电路内部噪声主要来自电路自励、电源哼声以及电路元件中的电子流起伏变化和自由电子的热运动。
一、空气噪声
空气噪声主要由于风扇转动，使空气流动、撞击、摩擦而产生。
噪声大小决定于风扇大小、形状、电机转速高低和风阻风路等情况。
空气噪声的基本频率
()
/
=
Nn
fv60
Hz
其中，N——风机叶片数；n——电机转速
风扇直径越大，噪声越大，减小风扇直径10%，可以减小噪声2—3dB。
但随之冷量也会减少。
当风叶边缘与通风室的间隙过小，就会产生笛声(似吹笛声)。
如果风叶形状与风扇的结构不合理，造成涡流，同样也会产生噪声。
由于风扇刚度不够，受气流撞击时发生振动，也会增加噪声。
此外，转于有凸出部分，也会引起噪声。
二、机械噪声
空气噪声主要由于风扇转动，使空气流动、撞击、摩擦而产生。
噪声大小决定于风扇大小、形状、电机转速高低和风阻风路等情况。
空气噪声的基本频率
()Hz Nn fa 60/=
则滚珠的旋转频率
()()Hz n d d d d d fbb r 60/1/2121⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+= 式中：
r d ——滚珠直径（mm ）
1d ——轴承内圈滚道的直径
2d ——轴承外圈滚道的直径
保持架的旋转频率：
()Hz n d d d d fbs 60/2121⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+= 其中，N ——风扇叶片数；n ——电机转速（rpm ）
而轴承内外圈滚道中的波纹、凹坑、超糙度是引起噪声的主要原因。
试验表明，噪声声压级与滚动面的波纹高度和波纹数的乘积成正比。
此外，径向游隙的大小，也影响噪声，减小径向游隙，可降低噪声，但是径向游隙小的轴承要求配用在两轴承室同心度高的机壳和端盖，并且对转子同轴度的要求提高。
同时润滑脂质量的优劣也是影响噪声的主要原因。
噪声与润滑脂的粘度有关，试验表明，噪声随粘度增大而减小，但粘变增大到一定数值后，噪声反而增大，这是因为油膜对振动有援冲作用，粘度大、噪声低，但当粘度过大，转动时出现搅拌声。
安装误差对轴承噪声的影响。
轴承的安装误差超过某一临界值会使轴承噪声急剧增大，而临界角随轴承径向游隙减小而减小。
图一表示某单列内心轴承在不同径向游隙时安装误差角对噪声的关系。
三、电磁噪声
作用在电机定、转子空气隙中的交变电磁力会使电机定转子产生振动及噪声。
由于气隙磁场不仅有基波而且还有一系列高次谐波存在，这些磁场相互作用将产生周期性的作用力，基波及高次谐波电磁力均会引起振动及噪声。
电磁声频率分布大多在100-4000Hz之间。
振动及噪声强度的大小与电磁力的大小和定子、转子刚度有关。
当激发振动的电磁力与振动的零部件的自振频率相吻合时，将会产生共振，振动及噪声也将显著增加。
电磁力有径向分量和切向分量，电磁力径向分量在引起电机振动及噪声方面起主要作用，它使定子铁心产
生径向振动，径向振动产生的噪声为电机电磁噪声的主要成分。
在采用单数槽转子冲片时，槽致噪声成为电磁噪声的最主要部分。
电机运行过程中，单数槽的转子铁芯周期性地受到单边磁拉力的变化所产生的，其原因可通过图一来解释。
在图(a)中，上磁极极弧下覆盖三个转子槽，而下磁极极弧只覆盖两个转子槽，此时上部磁拉力大，下部磁拉力小，使定子铁芯有向上移动的趋势。
当转子转动半个槽距后，则如图(b)所示，此时下磁极极弧覆盖了三个转子槽，而上磁极极弦只覆盖了两个转子槽，此时的磁拉力情况起了变化，下部磁拉力大，上部磁拉力小，因此定子铁芯有向下移动的趋势。
所以在转子旋转过程中，定子铁芯产生周期性的上下振动。
同理，转子受到了周期性变化的单边磁拉力，从而引起转子振动。
采用双数槽转子时，不会发生上述情况，但转子旋转时槽位变化，在气隙中造成脉振磁场，也可能引起振动。
按照上面分析，所产生的电磁噪声频率：
()
=
/
Zn
Hz
fs60
式中：Z——转子槽数
在电磁噪声中，除上述原因所产生的噪声外，还由于电流中的高次谐波分量，在定转子气产生谐波磁场，也会产生不均匀的力矩，造成振动而产生噪声。
四、噪声鉴别方法
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.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。
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。
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。
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。
五、噪声控制方案
1.合理设计电机结构
(1)正确选用风扇材质和结构：单向旋转的高速电动机，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距。
(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。
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。
(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)轴承润滑脂选用合适型号且无杂质。
轴承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。
3.其他减噪方式
(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;定期更换润滑脂;经常清洁换向器表面以保持其良好的润滑接触。