电机噪声的分析与控制
电机噪音实验报告结论
一、实验背景随着工业和民用领域的不断发展，电机作为一种重要的动力设备，广泛应用于各个行业。
然而，电机在运行过程中产生的噪音问题日益突出，不仅影响设备的使用寿命，还严重干扰了人们的工作和生活环境。
为了解电机噪音产生的原因及规律，本实验对电机噪音进行了测量和分析。
二、实验目的1. 了解电机噪音产生的原因及规律；2. 分析不同工况下电机噪音的变化；3. 为降低电机噪音提供理论依据。
三、实验方法1. 实验设备：声级计、电机、实验架、测试架、频谱分析仪等；2. 实验步骤：（1）将电机固定在实验架上，并确保电机稳定运行；（2）使用声级计测量电机在不同工况下的噪音值；（3）使用频谱分析仪分析电机噪音的频谱特性；（4）对比不同工况下电机噪音的变化规律。
四、实验结果与分析1. 电机噪音产生的原因（1）电机本身的结构特点：电机内部存在大量的转动部件，如转子、定子、轴承等，这些部件在高速旋转过程中会产生振动，从而产生噪音；（2）电机运行过程中产生的电磁干扰：电机在运行过程中，电流和磁场的变化会引起周围空气的振动，进而产生噪音；（3）电机冷却系统：电机冷却系统中的风扇和散热器在运行过程中会产生噪音；（4）电机周围环境：电机周围环境的振动、噪声等因素也会对电机噪音产生影响。
2. 不同工况下电机噪音的变化规律（1）电机转速：随着电机转速的增加，噪音值也随之增大。
这是因为转速越高，转动部件的振动越剧烈，从而产生更大的噪音；（2）负载：电机负载越大，噪音值越高。
这是因为负载增加导致电机内部温度升高，转动部件的振动加剧；（3）环境温度：环境温度越高，电机噪音值越大。
这是因为高温环境下，电机内部部件的膨胀和老化程度加剧，导致振动加剧；（4）电机冷却系统：电机冷却系统中的风扇和散热器在运行过程中产生的噪音与转速、负载等因素有关。
3. 电机噪音频谱特性分析通过频谱分析仪对电机噪音进行频谱分析，发现电机噪音主要集中在低频段，频率范围在几十赫兹到几百赫兹之间。
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。
电机隔音降噪方案
电机隔音降噪方案通常包括以下几个方面：
1. 源头控制：选择低噪声电机，优化电机设计，比如采用平衡转子、使用高质量轴承和润滑油，以减少运行时产生的振动和噪声。
2. 隔振措施：在电机安装基础上安装减振器或隔振垫，吸收和隔离振动传递，降低结构传递的噪声。
3. 隔音罩：使用隔音罩将电机封闭起来，隔音罩内部可以采用吸音材料，如岩棉或泡沫塑料，以降低声波的传播。
4. 吸音处理：在电机周围的墙壁、天花板和地面上安装吸音材料，减少声波反射，降低室内噪声水平。
5. 消声器：在电机排气系统中安装消声器，以减少排气过程中产生的噪声。
6. 风机和泵的降噪：对于带有风机和泵的电机系统，可以通过优化风机叶片设计、调整泵速度和使用低噪声风机和泵来降低噪声。
7. 维护保养：定期对电机进行维护保养，确保所有部件处于良好状态，防止因磨损或故障引起的额外噪声。
8. 控制室设计：如果可能的话，将电机放置在专用的控制室中，并对控制室进行隔音处理，以隔绝外部噪声。
通过综合运用上述方法，可以有效地降低电机运行时产生的噪声，改善工作环境和周围居民的生活质量。
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。
电动机的噪声控制与降低方法
电动机的噪声控制与降低方法电动机是一种重要的设备，广泛应用于各个领域，但其工作时会产生噪声，为了减少对环境和人类健康的影响，采取噪声控制与降低方法是至关重要的。
本文将介绍几种有效的降噪方法。
1.减少电动机噪声的机械措施(1) 在电动机的外壳上加装隔音材料和吸声材料，如橡胶垫、吸音棉等，可以有效地吸收和隔离噪声的传播。
(2) 对电动机的转子和轴承进行精确的加工和动平衡处理，减少转子与轴承之间的摩擦和振动，进而降低噪声产生。
(3) 合理设计电机的叶片和风道，减少电动机内部气流噪声和涡流噪声。
2.采用电动机控制技术减少噪声(1) 电动机的电源：合理选择电源电压和频率，使用稳定的电源可以降低电动机的振动和噪声。
(2) 采用变频调速技术：变频器可以使电动机的转速和负载得到精确控制，减少电动机在启动和运行过程中的噪声。
(3) 采用PWM调制技术：PWM调制技术可以减少电动机的电磁噪声，提高电动机的效率。
3.优化电动机的结构与设计(1) 采用低噪声材料：选择低噪声材料作为电机的外壳和内部零部件，如低噪声钢板、低噪声轴承等，可以有效降低电动机的噪声产生。
(2) 调整电机的结构参数：合理设计电机的尺寸、线圈匝数等参数，减少电磁力和振动的产生，从而降低噪声水平。
(3) 使用声学优化软件：通过声学优化软件对电机的结构进行模拟和分析，找出产生噪声的关键部位，并采取相应的措施进行优化。
4.隔音措施的应用(1) 采用隔音罩：在电动机周围加装隔音罩，可以有效地阻挡和吸收噪声的传播，降低噪声的辐射范围。
(2) 隔音屏障：在电动机周围设置隔音屏障，如隔音墙、隔音板等，可以阻挡噪声的传播路径，减少对周围环境的影响。
(3) 声振隔离技术：采用声振隔离技术，如弹性支座、悬挂装置等，可以降低电动机的振动传导，减少噪声的辐射。
综上所述，降低电动机噪声的方法有很多，可从机械措施、电动机控制技术、结构设计和隔音措施等方面入手。
我们应根据具体情况选择合适的方法，以实现电动机噪声的控制与降低，为生产和生活环境创造更加宜居的条件。
某款电动汽车驱动用永磁同步电机噪声分析
某款电动汽车驱动用永磁同步电机噪声分析电动汽车的噪声问题一直是业内关注的焦点之一，特别是驱动用的永
磁同步电机噪声问题更是备受关注。
本文将从不同角度对款电动汽车驱动
用永磁同步电机噪声进行分析。
首先，了解永磁同步电机的工作原理是分析噪声问题的基础。
永磁同
步电机是利用永磁体产生的磁场与电机中的线圈磁场相互作用，从而实现
转动的电机。
在工作过程中，电机的运动不可避免地产生一定的噪声。
主
要噪声源可以归纳为电机的机械振动、电磁振动以及空气噪声。
第三，电磁振动也是永磁同步电机噪声的重要因素。
电磁振动是由电
机中的电流和磁场相互作用而产生的振动。
电流的变化会导致磁场的变化，进而引起电机部分组件的振动和噪声。
减小电机中的电流涟漪和磁场的不
均匀性可以有效减少电磁振动和噪声。
最后，空气噪声是由电机周围空气流动引起的。
在电机工作时，转子
的旋转会产生气流，同时由于电机的结构会形成或者改变气流，进而产生
空气的噪声。
为了减小空气噪声，可以优化电机的风道结构和减少电机表
面的锐利边缘，从而减小空气流动引起的噪声。
综上所述，款电动汽车驱动用的永磁同步电机的噪声主要包括机械振动、电磁振动和空气噪声。
为了减小噪声，可以从减小间隙、提高转子与
定子的匹配度、降低电流涟漪和磁场的不均匀性、优化风道结构以及减少
锐利边缘等方面入手。
此外，通过噪声传导路径的隔离和吸声材料的应用
等也可以有效降低噪声。
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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
电机噪声的主要噪声源
• 电磁噪声的强弱还与定子刚度、固有频 率和声学特性有关 • 电磁噪声是单一频率的：在某一转速下 固定不变。频谱不连续，包含一个或多 个单峰 • 铁心固有频率较低时，启动过程中会产 生较大电磁噪声，正常运行时，噪声反 而降低
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 fre que nc y(Hz ) 7000 8000 9000
20
10
10
-1
0
10000 -2 10
10
-3
• 基于频谱的声源分析
0
1000
2000
3000
4000 5000 6000 Fre que nc y(Hz )
7000
8000
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
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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
测量监测界面
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1—异响车 2—正常车
声压级和1/3倍频程频谱的 同样声音，响度可以不同。 人耳感觉到的噪声响度不 仅与其幅值和频率有关， 还同其持续时间长短有关。 对于动态响度值的计算方 法，目前还没有统一标准。
驾驶员左耳噪声响度的时间历程
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噪声的实验分析
车内噪声的尖锐度分析
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电机噪声的分析与控制
电机噪声的主要噪声源
• 机械噪声的机理
– 轴承噪声 – 转子不平衡 -炭刷摩擦噪声 -轴向窜动
• 轴承噪声
– 与轴承的配合、质量、制造精度有关 2n f = – 轴承内外圈的圆度公差使轴承产生振动： 60 – 直径不同滚珠均匀相间排列时振动： R1 Z n
– 频谱分析
• 电机噪声的精密分析
– – – – 现场噪声检测和实验室噪声分析 用振声法分析 心理声学分析 声源辨识技术
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电机噪声的分析与控制
电机噪声源的识别
• 电磁噪声的识别
– 改变外施电压法 – 切断电源法
• 空气动力噪声识别
– 取下风扇
• 机械噪声识别
– 更换低噪声轴承或用滑动轴承 – 提起炭刷 – 从噪声频谱图上识别转子转速的低倍频成分
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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
• 测量物理量
– 声压
• 现代评价量
– – – – – 烦恼指数 响度 粗糙度 抖动度 尖锐度
• 传统评价量
– – – – 声压级 声强与声强级 声功率、声功率级 A声级dB(A)
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噪声的实验分析
车内噪声A声级时间历程
正常车驾驶员左耳A声级时间历程
异响车驾驶员左耳A声级时间历程
驾驶员左耳噪声抖动度的时间历程
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噪声的实验分析
噪声测量手段
• 机械噪声测量传统手段
– 声级计 – 传声器、放大器、分析仪
• 机械噪声测量现代手段
– – – – 数字式仪器 虚拟仪器 智能检测：高背景噪声、非稳态噪声 间接检测
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3000 4000 5000 6000 Frequency (Hz) Relative Spectrum of A weighted sound level compressor noise
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声源辨识技术及其应用
声源分析进展
• 现代声源分析
– 现代信号处理技术的应用，时频分析，小波
R1、R2内、外滚道半径，Z滚珠数 f =
• 转子不平衡
– 转速越高，质量偏心愈大，噪声增加 – 频率是转子转速的低倍频，频率低。
R1 + R 2 2 60
.
.
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电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ噪声的分析与控制
电机噪声的测量与分析
• 调查性噪声测试
– 声级、声功率级
• 噪声的简易诊断
1 0 0 00
声源辨识技术及其应用
X型压缩机噪声A声级频谱
Spectrum of A weighted sound level of compressor noise: y6 Spectrum of A weighted sound level of compressor noise: y6
50 50 40
40
Sound Level dB(A)
30
30
20
Sound Level dB(A)
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
20
10
10
0
-10
0
-200
-10
Frequency (Hz)
-20 0 500 1000 1500 2000 2500
Frequency (Hz)
24 Bark
S = K1 ⋅
∫ N ′( z ) ⋅ z ⋅ g ( z ) ⋅ dz
0
1 ⎧ ⎪ g ( z ) = ⎨ ln 2 ⋅( z −16 ) 2 ⎪ z > 16 ⎩e
1—异响车 2—正常车
N z ≤ 16
驾驶员左耳噪声尖锐度的时间历程
S：Zwicker’s尖锐度； N：总响度； K1：加权系数，K 1=0.11； N’(z)：临界频带的指定响度
• 声强分析
– 点阵声强，扫描声强
• 声全息分析
– 平面，圆柱面，球面，方阵 – 十字阵列，轮式阵 – 参考声源
• 近场声全息
– 全息面形状 – 全列阵与扫描
各种方法的特点 适用场合
• 非稳态声源、运动声源、非定常声源
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声源辨识技术及其应用
声源分析的传统技术
A-weighted s ound pres s ure lever (dB)
• 声源分析的古典技术
– – – – – – – – 经验法 轮换法 覆盖法 隔离法 频谱分析 振动分析 相干分析 声振耦合分析
70
60
50
10
40
1
30
10
0
acc ele ration(g)
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声源辨识技术及其应用
噪声倒谱分析和倒谱滤波解耦
50 Sound Level dB(A) 40 30 20 10 0 -100 25 Sound Level dB(A) 20 15 10 5 00 1000 2000 3000 4000 Frequency (Hz) 5000 6000 1000 2000
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
电机噪声的主要噪声源
• 产生电磁噪声的其他原因
– 铁心饱和：铁心饱和时，磁场分布中加大 了三次谐波的分量，噪声增加 – 开口槽：气隙越小，槽口越宽，“槽开口 波”幅值越大 – 磁通振荡：直流电机中，电枢齿距与补偿 绕组节距选择、配合不当，以及主极极弧 宽度与电枢齿距配合不当 – 气隙动态偏心：旋转频率的单边磁拉力
• 斜槽 • 降低磁密度 • 控制共振噪声
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
降低空气动力噪声的措施
• 采用自然冷却方式 • 合理设计风扇及风路结构
– – – – 缩小风扇直径 选用合理间隙值 改进风扇结构 合理设计风路结构
• 降低冷却空气消耗量
– 降低电磁负荷 – 改善电机散热条件 – 降低通风阻力
– 传统电磁噪声理论的发展 – 设计阶段已能控制电磁噪声
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
电机噪声的主要噪声源
• 空气动力噪声
– 涡流噪声：转子和风扇引起空气湍流在旋转表面
交替出现涡流
• 转子表面线速度、表面积、表面形状等因素
– 笛鸣噪声：空气在固定障碍物上擦过
上海交通大学 振动、冲击、噪声国家重点实验室
9000
10000
1 0 .9 0 .8 0 .7 0 .6 0 .5 0 .4 0 .3 0 .2
Coherence Function Es timate
0
10 0 0
20 0 0
3000
4 0 00 5 0 00 6 00 0 F re q u e nc y (Hz )