异步电机定子模态分析及定转子槽配合对其噪声的影响
三相异步电动机噪声标准

三相异步电动机噪声标准三相异步电动机广泛应用于工业、建筑和家庭等各个领域,其噪声问题一直受到人们的关注。
噪声不仅影响人们的生活质量,还可能对人们的健康产生负面影响。
因此,了解三相异步电动机的噪声标准及其控制方法,对于提高电动机的性能和减少对环境的影响具有重要意义。
一、三相异步电动机噪声的来源三相异步电动机的噪声主要来源于以下几个方面:电磁噪声:当电动机的定子和转子之间存在电磁力作用时,会产生电磁噪声。
电磁噪声的强度与电动机的设计、电源频率和磁极对数等因素有关。
机械噪声:机械噪声主要由轴承摩擦、风叶振动、不平衡力等引起。
其中,轴承摩擦是由于轴承损坏、润滑不良或轴承与轴配合不良等原因造成的;风叶振动则与风叶设计不合理、不平衡或受到外力影响有关。
空气动力噪声:当电动机运行时,风叶或其他转动部件会与空气产生相互作用力,从而产生空气动力噪声。
空气动力噪声的强度与风叶的形状、转速以及电动机的通风方式等因素有关。
二、三相异步电动机噪声标准为了降低三相异步电动机的噪声,需要制定相应的噪声标准。
目前,国际上通用的三相异步电动机噪声标准主要包括以下几个方面:欧盟标准:欧盟对三相异步电动机的噪声标准制定了相应的法规,规定了电动机在不同功率、转速和电压下的最大声功率级。
这些标准包括EN 50310、EN 50311和EN 50312等。
中国标准:中国也制定了相应的三相异步电动机噪声标准,标准号为GB 10069-2008。
该标准规定了电动机在额定转速下的声压级上限值。
美国标准:美国电气制造商协会(NEMA)也制定了相应的三相异步电动机噪声标准,标准号为NEMA MG-1-2012。
该标准主要规定了电动机在空载和负载条件下的声功率级。
三、三相异步电动机噪声控制方法为了降低三相异步电动机的噪声,可以采用以下几种控制方法:优化电动机设计:通过优化电动机的结构设计和参数选择,降低电磁噪声和机械噪声。
例如,采用新型的电磁材料、改变磁极对数或优化风叶设计等。
模态分析电动机噪声及控制技术综述新

电动机噪声级控制技术综述1引言噪声往往伴随着振动产生,从物理学的观点来看,噪声被称为不协调音,它是由许多不同频率和声强的声波无规律的杂乱组合而成的,会对周围的环境造成不良影响。
振动噪声水平反映了产品设计、制造水平,所以电机的振动与噪声是评定电机质量的重要标志,不正常的振动不仅影响电机的寿命,而且是引起噪声的主要原因。
因此,从70年代开始,电机的噪声水平已被列为衡量其质量的一项重要指标,成为影响其在市场上竞争的一个重要因素[1]。
2电动机噪声及其控制电机噪声主要有三大类:电磁噪声、机械噪声和空气动力噪声,对于不同的噪声其产生原理不同,所以采取的抑制和消除噪声的方法也不同[2]。
2.1 电机噪声产生原因分析通风噪声的强度与风扇和通风道的设计好坏有关,电机转动时,风扇和转子上某些凸出部位使空气产生冲击和摩擦形成空气动力噪声,它随风扇和转子圆周速度的增高而增大。
通风噪声主要有三种成份,即涡流声、单调声和共鸣声,对于高速电机这常常是造成噪声的主要因素,但一般振动频率较低,约在200-400Hz之间。
机械噪声主要由轴承、电刷及转子不平衡三部份产生,轴承噪声的强度则主要取决于轴承本身的质量及加工精度。
电刷由于与换向器或集电环运转时产生摩攘而发出噪声,其强度取决于电刷材料、电刷数、弹黄压力及换向器或集电环的线速度。
良好的转子平衡可以基本避免由使转子不平衡而产生的噪声。
电磁噪声主要是由于定、转子谐波磁场相互作用而产生随时间和空间变化的径向电磁力波,促使定子振动而引起的电磁噪声在电机运行时是无法避免的。
异步电机的电磁噪声是由电机内部随时间及空间变化着的磁拉力所引起。
电磁噪声的大小是由电磁力、铁心、以及外壳等的振动响应所决定的,但是一般当电磁力的频率在铁心固有频率附近时,电磁噪声将大大增加。
因此正确掌握铁心的固有频率和振动特性, 对减小电机电磁噪声至关重要。
电机噪声的测定主要包括电机噪声的A计权声功率级、电机噪声的1/l 倍频程或1/3倍频程频谱分析和电机噪声的方向性指数[3]。
异步电机的振动噪声控制技术有哪些

异步电机的振动噪声控制技术有哪些异步电机在工业生产和日常生活中应用广泛,但其运行时产生的振动和噪声问题常常给使用者带来困扰,同时也可能影响设备的性能和寿命。
因此,研究异步电机的振动噪声控制技术具有重要的现实意义。
异步电机产生振动噪声的原因较为复杂,主要包括电磁因素、机械因素和通风散热因素等。
电磁因素方面,电机气隙磁场中的谐波分量会导致电磁力波,从而引起电机的振动和噪声。
机械因素涵盖了电机的转子不平衡、轴承磨损、轴弯曲以及装配不当等。
通风散热因素则主要是由于风扇设计不合理或风道不畅,引起气流的冲击和涡流,进而产生噪声。
针对上述原因,以下是一些常见的异步电机振动噪声控制技术:一、优化电磁设计通过合理选择电机的极对数、槽配合以及绕组形式,可以减少气隙磁场中的谐波含量,从而降低电磁力波的幅值,减轻电机的振动和噪声。
例如,采用正弦绕组可以改善磁动势的波形,减少谐波;选择合适的槽配合可以避免低次力波的产生。
二、改善机械结构1、转子平衡校正对电机转子进行动平衡校正,消除不平衡质量产生的离心力,这是减少振动的重要措施。
通常采用在转子上添加或去除配重的方法来实现平衡。
2、提高轴承质量选用高精度、低噪声的轴承,并保证良好的润滑和安装,可以有效降低轴承引起的振动和噪声。
3、优化轴的设计确保轴具有足够的刚度,避免弯曲和变形。
同时,在轴的加工和装配过程中,要严格控制精度,减少误差。
三、改进通风散热系统1、风扇优化设计合理设计风扇的形状、叶片数目和角度,使其产生的气流平稳、均匀,减少气流冲击和涡流噪声。
2、风道优化改善电机的风道结构,减少风道阻力和气流紊乱,提高通风效率的同时降低噪声。
四、采用隔振和降噪材料在电机安装时,使用隔振垫或隔振器可以有效地隔离电机的振动传递到基础和其他结构上。
此外,在电机外壳内部粘贴吸声材料,如吸音棉等,可以吸收电机内部产生的噪声,降低向外辐射的声能。
五、控制电机运行条件合理控制电机的负载和转速,避免电机在过载或异常工况下运行。
变频异步电动机转子槽研究综述

变频异步电动机转子槽研究综述为了提高变频异步电动机的性能,除了变频器本身不断改进提高外,变频电机的改进设计也在不断的研究中。
文章主要综述了在变频异步电动机中的槽配合、槽形选择、槽形尺寸设计以及各种常用转子槽形的特点,接着对目前转子槽的研究热点进行了探讨,并展望转子槽的研究方向。
标签:变频异步电动机;转子槽数;转子槽形引言变频电源供电的异步电动机与工频正弦波供电的异步电动机的主要区别为两方面。
一方面是变频电源供电的异步电动机是在低频到高频的宽频范围内运行的,另一方面是变频电源输出波形是非正弦的。
电源输出波形中除了基波外还有谐波分量。
由于变频供电谐波对异步电动机的影响较大,为了提高变频异步电动机的性能,除了变频器本身不断改进提高外,变频电机的改进设计也在不断的研究中。
其中,转子槽是电机机电能量转换的主要载体,在变频异步电动机中起着关键作用。
在电机运行时,变频电源中的各次谐波会在导体中产生集肤效应,使导体有效截面积减少,电阻增大,造成损耗增大。
电源高次谐波产生的旋转磁场与转子的转差较大,所以由于谐波引起的集肤效应转子损耗是不可忽略的,再加上变频异步电动机采用降频降压软起动方式。
所以变频异步电动机中转子槽的设计思想不仅发生变化,而且变得尤为重要。
1 转子槽数设计的变化在变频异步电机中,从异步和同步附加转矩的方面来考虑,谐波电流的存在对定转子槽数配合的选择没有影响,仍可采用普通异步电机的槽数配合来减小同步和异步附加转矩。
同步附加转矩的槽配合如表1。
异步附加转矩的槽配合为选择恰当的定、转子槽数间的比值或者斜槽来降低KvKskv2的积值。
其中Kv为v 次空间谐波转子的耦合系数,K■=■,Kskv为v次空间谐波转子的斜槽系数。
不过,选择实现5/6短矩系数的槽数,可以大大削弱5次谐波和7次谐波产生的附加转矩影响。
从脉动转矩方面来考虑,虽然脉动转矩的平均值为零,但是它会使电机的角速度发生波动,使电机产生振动和噪声,特别是低频时,电动机甚至有步进感。
空调压缩机用单相异步电动机的噪声分析

空调压缩机用单相异步电动机的噪声分析发布时间:2023-06-13T06:33:35.219Z 来源:《科技潮》2023年10期作者:陈志辉[导读] 空调压缩机电机是空调噪声的主要来源,因此国内外空调厂商对压缩机电机的噪声指标提出了较高的要求。
长沙格力暖通制冷设备有限公司湖南宁乡 410006摘要:为获得安静舒适的工作和生活环境,人们对电器产品的噪声指标要求越来越高,尤其是空调,为提高市场竞争力,空调室内机最小送风量时的噪声一般都要求低于35dB。
空调压缩机电机是空调噪声的主要来源,因此国内外空调厂商对压缩机电机的噪声指标提出了较高的要求。
关键词:空调压缩机;单相异步电动机;电磁噪声;分马力电机一、电机噪声源的判断一台空调压缩机用单相异步电动机的空载噪声测试结果为40dB,超出了空调厂商对电机噪声技术指标的要求,因此,需要对样机进行改进,解决电机的噪声问题。
而判断电机噪声主要成分的来源是有效解决电机噪声问题的前提。
电机噪声的主要来源有三类:电磁噪声,空气动力学噪声和机械噪声。
样机尺寸较小且未安装风扇,因此空气动力学噪声很小,可以忽略。
采用断电噪声测试法判断样机噪声的主要成分是否来自机械噪声。
通过测试发现,样机空载噪声在电源通、断电前后的瞬间基本不变,由此判断样机噪声主要成分的来源为电磁噪声。
二、噪声的频谱分析异步电动机的电磁噪声主要由作用于电机结构的电磁力波和电机结构的固有频率决定。
当某次电磁力波与电机结构相应的固有频率接近时将产生较大的电磁振动,很可能产生较大的电磁噪声。
本文采用安正Cras信号采集分析仪对样机空载噪声进行频谱分析,样机空载噪声的线性谱如图1所示,从图中可以看出,100Hz对应的噪声分量最大,是电磁噪声的主要成分。
人耳对噪声比较敏感的频率范围为3000~4000Hz,100Hz属于低频噪声,40dB的噪声属于微弱声范围,但对于追求安静和舒适性的室内空调而言,40dB的噪声还是超出了要求。
降低笼型三相异步电动机电磁噪声的研究

降低笼型三相异步电动机电磁噪声的研究笼型三相异步电动机是一种常见的电动机类型,广泛应用于各种工业和商业应用中。
然而,这种电动机的电磁噪声往往较高,影响电动机的性能和用户体验。
因此,降低笼型三相异步电动机电磁噪声是一个重要的研究方向。
本文将介绍笼型三相异步电动机的工作原理和电磁噪声的来源,然后探讨如何降低笼型三相异步电动机电磁噪声的方法。
笼型三相异步电动机的工作原理
笼型三相异步电动机由三部分组成:转矩支柱、定子、转子。
转矩支柱是电动机的磁轭部分,由铁芯和磁轭组成,用于产生磁场。
定子是电动机的电枢部分,由固定绝缘层和旋转的导体组成,用于产生电流。
转子是电动机的转子部分,由铁芯和线圈组成,用于接收磁场能量并转换为电流。
笼型三相异步电动机的电磁噪声主要来源于以下几个方面:
1. 磁通噪声
在笼型三相异步电动机中,由于定子和转子之间存在磁场,因此会产生磁通
噪声。
磁通噪声主要由磁场的噪声和电流的噪声组成。
磁场的噪声是由于电动机中产生的磁场噪声源引起的,如电磁铁的振动和噪声。
电流的噪声是由于电动机中产生的电流噪声源引起的,如电流的涡流和噪声。
2. 铁芯噪声
笼型三相异步电动机的铁芯是产生磁场的主要部件,因此也会产生铁芯噪声。
铁芯噪声主要由铁芯的振动和噪声组成。
什么叫机械噪声和电磁噪声-三相异步电动机机械噪声和电磁噪声大的原因

什么叫机械噪声和电磁噪声?三相异步电动机机械噪声和电磁噪声大的原因电动机通电运行时发出的噪声由两大类组成,一类是机械噪声,主要是轴承运转和风扇通风产生的;另一类是电磁噪声,是由于电磁力的作用使某些部件(例如硅钢片)产生较高频率的振动而发出的,它在断电后会立即消失,这也是区分两类噪声最简单最直接的方法。
运行中,特别是断电空转时,可通过发出噪声的部位和类型初步确定产生较大噪声的部件和原因。
(1)空载损耗较大原因中的(2)~(6)基本适用本项,是造成轴承噪声大的主要原因。
(2)空载损耗较大原因中的(7)是造成通风噪声大的原因。
另外,轴流风扇的扇叶角度或尺寸不正确、风路(含外部和电动机内部)设计不合理或在风路中有障碍物等都会加大通风噪声(此时往往发出类似哨声的噪声)。
将风罩进风孔用纸板等堵住,即切断进风,若噪声明显减小,则可确定是此原因。
(3)某些部件安装不到位或松动。
(4)定、转子之间或某些有相对运动的部件(例如轴承密封环、挡油盘、甩水环等)因安装不到位或过松、过紧等原因造成相互摩擦。
(5)对使用变频器供电的电动机,同振动大的第(5)项。
电磁噪声往往会随着电压的升高或负载的加大而增加,对于使用变频电源供电的电动机,可能会在某一频率段发出较大的电磁噪声,同时产生加大的振动。
(1)定、转子之间的气隙严重不均匀,通电转动后产生较大的单边磁拉力,将产生与转速有关的噪声。
可通过对机座和端盖配合的调整(包括更换)或者车定子内圆的方法使定、转子之间的气隙均匀度到达要求,从而减轻或者消除由此发出的电磁噪声。
(2)定、转子轴向长度不相等(呈“马蹄”状)或歪斜(端面与轴线不垂直),通电转动后产生不均衡的磁拉力,发出与转速频率有关的噪声。
(3)定子铁芯叠压不紧,造成片与片之间有间隙,浸漆时又没有将这些间隙填充好,通电后在电磁力的作用下将发出频率较高的噪声。
再次开展对定子浸漆可减缓或者消除此噪声。
(4)绕组端部绑扎和浸漆未到达要求,有松动现象,在电磁力的作用下产生振动而发出的电磁噪声。
三相异步电动机的电磁噪音分析和控制

三相异步电动机的电磁噪音分析和控制三相异步电动机的电磁噪音分析和控制 1.引言 Y、Y2系列三相异步电动机应用于各行各业,其负载噪音指标方面与国外产品相比尚有较大差距。
特别是2极高速中小型电动机的电磁噪音已超出国际贸易和国内特殊行业的最低要求。
产品出口和国内特殊行业的应用受到严重影响。
本文定性加简单的量化分析,阐明2极电机电磁噪音超标的原因及解决方案。
2. 噪音分类异步电动机的噪音分三类:电磁噪音、空气动力噪音和机械噪音。
空气动力噪音源于异步电动机的风扇通风噪音。
由于空载和负载的转差非常小,从空载到负载通风噪音几近定值。
因此,对于空载噪音达标而负载噪音超标的2极高速电机,通风噪音不是电磁噪音超标的主要原因。
机械噪音主要是由轴承噪音引起的。
对于工艺成熟的Y、Y2系列电机,从降低机械噪音方面来使电磁噪音达标也是不明智的。
电磁噪音是由于电机气隙中各次谐波磁场引起的交变电磁力引发铁心及其相联的机械构件中的振动和共振。
采取更趋合理的方案是完全可以做到的。
3. 电磁噪音产生原因 3.1气隙谐波磁场。
气隙谐波磁场由电机绕组的磁势作用于电机气隙而产生的。
因此,分析绕组磁势即可阐明气隙谐波磁场的产生原因及对电磁噪音的影响。
电机学理论表明:电机的单相绕组其磁势是脉振磁势,磁势波形为非正弦波,内含丰富的高次谐波磁势。
单线圈磁势对于单线圈磁势,其磁势可表示为:式中: Nc 槽内导体数,即线圈匝数 Ic 导体电流i的有效值线圈组磁势对于每极每相槽数q为整数的q个线圈组v 次谐波幅值为: Fqv=qFcv kqv (2)其中 1为线圈分布的基波电角度值,kqv称为分布系数,线圈组v次谐波磁势幅值为: Fmqv= 2 2qIcNcvp kwv (4)式中:kwv=kyv kqv 是v次谐波的绕组系数。
相绕组磁势相绕组磁势可由线圈组的v次谐波磁势按其空间位移和电流方向用矢量法相加而得到。
F (t,)= 2 2Iwp [kw1cos + 13(Kw3cos3 )+ 15 (Kw5cos5 )+ + 1v (Kwvcosv )]sinwt (5)式中: w =电流角频率,即基波磁场角频率。
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异步电机定子模态分析及定转子槽配合对其噪声的影响管兵【摘要】异步电机中振动和噪声是电机发展的主要问题之一,其噪声产生机理的研究是关键.针对异步电机模型,利用ANSYS软件建立电机定子结构模型进行模态分析,通过理论计算电机定子的固有频率,并将两者进行比较分析;研究电机在相同定子不同转子槽数下对噪声级的影响.比较异步电机的力波频率和力波阶次,为避免电机共振的发生提供依据.%Vibration and acoustic noise are considered as important issue of the development of induction motors. The research of noise generation mechanism is the key. Based on the induction motor modal, ANSYS software was adopted to analyze the model of stator structural system, natural frequency of induction motor stator was calculated by formula, and then compared the result. Study the influence of the noise level about the same stator with different rotor slot number. Comparison of asynchronous motor stress wave frequency and stress wave order times, providing the basis to avoid the happening of the motor resonance.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2012(039)009【总页数】5页(P43-47)【关键词】异步电机;模态分析;槽配合;有限元;噪声级【作者】管兵【作者单位】安徽皖南电机股份有限公司,泾县242500【正文语种】中文【中图分类】TM3430 引言随着现代生活的发展,噪声的影响越来越受到重视,而电机是产生环境噪声的主要因素之一,因此降低电机的噪声成为重要的研究课题。
异步电机的电磁噪声是噪声的主要组成部分,它不仅影响电机的可靠性运行,而且很大程度上影响人们的日常生活。
预测电机的噪声,需要考虑定转子两方面的因素,研究电机定子模态以及定转子槽配合具有很重要的理论意义和实用价值。
国内外的专家学者对各类电机的噪声和振动问题,进行了较广泛的研究。
文献[1-2]研究了大型异步电机的结构振动频率特性,以及绕组等部分对其固有频率的影响,文献[3-4]研究了中小型电机固有频率的计算,文献[5]研究了开关磁阻电机的定子模态和固有频率,文献[6]研究了超声波电机振动模态有限元分析,文献[7]研究了利用有限元方法(Finete Element Method,FEM)计算异步电机定子的固有频率。
本文针对某异步电机,利用ANSYS软件对电机的定子结构建立模型进行分析,以及通过公式计算电机定子的固有频率,并将两者比较;同时分析定转子槽配合对电机噪声的影响。
为抑制电机噪声提供了理论依据,为异步电机的技术进步提供一定的参考价值。
1 异步电机定子的模态分析1.1 定子冲片模态计算分析多年来,在计算定子固有频率的理论公式[8]中,都存在不同程度的不足,没有较为准确全面的定子模态分析计算方法。
在模态分析的过程中,可以忽略定子绕组对定子固有频率的影响。
要考虑包括机座、外壳在内的影响因素,因为异步电机定子铁心都压入机壳中,增加了定子铁心的质量和刚度。
很多文献针对异步电机的定子、转子、外壳等分别进行分析研究,得出不同的定子模态频率。
本文考虑外壳对固有频率的影响,假设定子铁心与外壳的刚度并联,则总的刚度、质量分别为其刚度和质量相加,其定子铁心的固有频率计算公式为[9]式中:km,kmn,Mm,Mmn分别代表定子铁心刚度,定子外壳刚度,定子铁心质量和定子外壳质量。
式中:Ec——定子铁心材料的弹性模量;Dc——定子铁心平均直径;Li——定子冲片长度;hc——定子轭厚;m——力波周向结点数;ρc——定子铁心的材料密度。
式中:Ef——外壳材料的弹性模量;Rf——外壳平均半径;Lf——外壳轴向长度;hc——定子轭厚;Ωmn——表示无量纲的频率参数;νf——泊松比;ρf——外壳材料密度。
1.2 定子冲片模态仿真分析在定子模态分析中,固有频率的计算一般可认为是无阻尼自由振动。
电机结构的运动方程式可以写成:式中:K——刚度矩阵;M——质量矩阵;R——阻尼矩阵;x——节点的位移矢量;f——节点力矢量。
在电机的定子振动中,电磁力作用在定子铁心表面产生振动与噪声。
定子振动中以径向振动为主,而且定子铁心具有各向同性特性,所以对定子冲片采用ANSYS [10]的二维模态分析方法。
电机主要受到作用于定子上的电磁力的激励,产生了噪声和振动,并且以径向振动为主,因此对电机定子冲片采用二维模态分析,能够反映电机的振动模型。
电机定子铁心48槽,转子44槽,定子冲片外径 290 mm,内径 205 mm,槽高25.5 mm,槽宽6.5 mm。
冲片材料采用硅钢50w290,其弹性模量E=2.061×1011Pa,泊松比 PRXY=NUXY=0.3,密度为ρ=7 650 kg/m3。
建立定子冲片有限元模型,如图1所示。
图1 定子铁心三维模型ANSYS计算所得的频率结果如表1所示。
在电机设计中,根据计算公式计算[2]得到的频率也列于表1中,两者前10阶的模态分析比较可以看出振型的阶数是相似的,但频率有所差异。
定子冲片的1~6阶谐振频率相应的振型如图2~图7所示。
图2 n=1表1 定子冲片模态分析结果比较振型阶次传统计算方法频率/Hz ANSYS计算方法频率/Hz 误差/%409.86 452.89 10.5 1 105.25 114.30 8.6 2 37.15 40.05 7.8 3 126.25 133.45 5.7 4 230.56 245.55 6.5 5 372.87 390.39 4.7 6 547.04 568.37 3.9 7 752.87 718.24 -4.6 8 865.44 819.57 -5.3 9 1 013.15 940.20 -7.2 10 1 289.12 1 223.37 0-5.1由表1可以看出,定子冲片的模态计算与ANSYS计算方法误差较小。
只有振型阶次与力波次数相同,且固有频率与力波频率相等时才会引起共振。
2 定转子槽配合及电流频率对电磁噪声的影响分析电机转子如图8所示。
转子槽形对称,绕组均匀分布,其目的在于能够在很大程度上消除电机运行过程中的谐波,增加气隙磁密。
在此只考虑由于转子产生的谐波对气隙磁场的影响,进而影响电机整体噪声。
图8 转子冲片的模型当定、转子都有齿槽时,气隙磁导可近似表示为式中:k1=1,2,3……;k2=1,2,3……。
磁导的不变部分是式中:μ0——真空磁导率;δ——气隙;kc——卡特系数。
定子光滑,而转子开槽时,其谐波磁导:式中:Z2——转子槽数;ω——转子角速度;p——极对数;S——转差率。
由于转子产生的磁势:式中:Fμ——μ次谐波产生的磁势幅值。
基波磁势为式中:F0——基波产生的磁势幅值。
由此可看出气隙磁场为进而得到力波的表达式,最终得到电机辐射声功率的噪声级。
电磁力波引起的振动和噪声一方面与力波的幅值大小有关,另一方面还与力波的次数有关。
次数越低铁心弯曲变形时相邻两节点间的距离就越大,因此变形就越大,所引起的振动和噪声也越大。
一阶定转子齿谐波磁场所产生的激振力波的频率决定于转子槽数,而力波的低阶次数r则取决于定转子的槽数差,即式(15)说明力波的次数与电机定转子槽数配合有关。
若定转子槽配合不当,会使力波次数r较低,而可能产生较大的电磁振动和噪声。
同时可以看出,电机噪声与电源的频率有关。
通常按以下公式计算力波:对正向力波:或者:对反向力波:或者:式中:ν'a——定子齿谐波次数;μ'b——转子齿谐波次数;p'——力波极对数,取最小值,p'=0,1,2,3,4……;fr——力波频率;f1——电源频率;Q1——定子槽数;Q2——转子槽数;p——电机极数;S——转子转差率。
按上述公式计算的力波极对数为最小力波,即为该电机电磁噪声频谱中最大噪声成分的激振力波。
由此可决定力波方向,极对数和频率。
3 试验数据在对电机进行测试时,将电机安放在半消音室测试平台上,上部悬挂一个半球状的测声装置,对电机各个测试点进行测试,求得其平均声压级。
针对相同定子不同转子槽数的电机,其中一个为44槽转子的电机,另一个为38槽转子的电机,测得其声压级,进而分析转子槽数对其噪声级的影响。
试验结果给出了不同测点及50/60 Hz下的噪声值。
表2 不同转子槽数的噪声级对比转子槽数 44槽转子电机噪声值/dB 38槽转子电机噪声值180 V/60 Hz测试点 1 70.3 68.8 74.3 79.2测试点 2 70.8 69.6 74.2 78.5测试点 3 71.6 69.4 73.8 78.8测试点 4 70.5 68.9 74.4 77.9测试点 5 71.8 68.7 74.2 78.0测试平均值 71.0 69.1 74.2/dB激励条件 185V/50 Hz 180 V/60 Hz 185 V/50 Hz 78.5由表2可看出,不同的转子槽数可以影响电机的整体噪声级。
其中44槽转子的电机比38槽转子电机的噪声级低,说明在相同定子下,44槽转子与其定子在槽配合上比38槽的噪声级更低,不同槽配合下电源频率对噪声影响较大。
4 结语针对异步电机的噪声,利用软件及试验方法,分别分析定转子对噪声的影响。
得出结论:(1)在电机产生共振的频率段内会产生较大的噪声,所以在电机的设计过程中,尽量避免定子固有频率与力波频率相近的频段。
通过定子模态分析,可以得到其固有频率和模态数。
通过其与力波频率及力波阶次的比较,可以有效避免电机共振的发生。
(2)不同的转子槽数会导致电机整体噪声级的不同。
在相同定子情况下,44槽转子的电机比38槽转子电机的噪声级低,不同槽配合下电源频率对噪声影响较大。
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