電機(jī)中的機(jī)械噪聲源包括松動的定子鐵芯、軸承齒輪的磨損、損壞或潤滑不良以及內(nèi)部組件的摩擦,此外,以其固有頻率激勵(lì)的電機(jī)的任何結(jié)構(gòu)部件都可能成為空氣噪聲源。定子鐵芯松動,機(jī)架中松動的定子鐵芯會導(dǎo)致嗡嗡聲,對于帶有軋制鋼框架的電機(jī),在電機(jī)運(yùn)行時(shí),用木槌敲擊框架(外殼)的外部,很容易檢查是否存在這種情況。如果敲擊使框架變形,使其與型芯貼合,則噪聲等級將會發(fā)生變化,甚至可能停止。嚴(yán)格地說,這種噪音的來源是磁性的,所以當(dāng)電源斷開時(shí),噪音也會停止。
軸承是電機(jī)中常見的機(jī)械噪聲源,例如,滾動元件軸承噪音過大可能是由于滾珠或滾柱不均勻、滾珠或滾柱固定器發(fā)出卡嗒卡嗒聲、表面光潔度差或偏心。除沖擊噪聲外,這些條件還可能導(dǎo)致軸承箱、導(dǎo)風(fēng)板(擋板)和其他有效輻射噪聲的部件產(chǎn)生共振激勵(lì)。

軸承噪聲的一些來源是明顯的,易于識別。例如:滾動軸承產(chǎn)生低沉的噪音,軸承中的污垢會發(fā)出尖銳的噪音,滾珠或滾柱在潤滑不足的低溫下打滑會產(chǎn)生高頻噪音,間歇性的爆裂聲通常是由潤滑脂引起的。100至300 Hz頻率范圍內(nèi)的噪聲是滾動元件軸承的特征,可能是由于滾珠或滾柱的通過。通常,這種噪聲的振幅很低,不會對電機(jī)本身造成損害,除非它會激發(fā)其他電機(jī)部件的固有頻率,并導(dǎo)致破壞性振動。
減少和抑制軸承噪音的一種方法是用波形彈簧(波形)墊圈軸向預(yù)加載軸承,通常,墊圈會對軸向自由滾珠軸承(通常為非驅(qū)動端)的外座圈施加力,以消除其與鎖定軸承之間的內(nèi)部間隙。這使得每個(gè)軸承中的每個(gè)滾珠都遵循相同的滾道路徑,從而降低了滾道和保持架內(nèi)滾珠發(fā)出的卡嗒卡嗒的噪音,同時(shí)減少了高頻振動。軸承預(yù)載還通過消除軸承松動來改善動態(tài)平衡,過多的軸承預(yù)載會產(chǎn)生低頻噪音,并可能導(dǎo)致軸承過熱。
軸承中的摩擦噪音源于潤滑不足,這允許兩個(gè)滑動表面之間快速間歇接觸,從而產(chǎn)生高沖擊振動。接觸點(diǎn)的噪音頻率很高,聽起來像是空氣中的嘶嘶聲,當(dāng)沖擊振動傳遞到電機(jī)內(nèi)部的共振部件時(shí),會發(fā)出刺耳的噪音。除軸承磨損或損壞外,電機(jī)內(nèi)的其他機(jī)械噪聲源包括外部風(fēng)扇和蓋、內(nèi)部風(fēng)扇和導(dǎo)風(fēng)板以及轉(zhuǎn)子和定子的物理摩擦,糾正這些問題需要正確定位風(fēng)扇,并將轉(zhuǎn)子-定子同心度恢復(fù)到適當(dāng)?shù)墓睢?/span>
如果電機(jī)在其固有頻率下以足夠的能量激勵(lì),則電機(jī)的任何結(jié)構(gòu)部件都可能成為空氣噪聲源。例如,旋轉(zhuǎn)不平衡本身可能不會發(fā)出可聽的空氣噪聲,但它可能會作為振動的能源。然后,振動通過支撐結(jié)構(gòu)傳輸,并在共振部件處轉(zhuǎn)換為空氣傳播的聲波,使振動部分看起來像是噪聲源。如果導(dǎo)風(fēng)板、滴水蓋或類似部件發(fā)生振動,使用降噪材料通??梢岳貌牧系膬?nèi)摩擦將振動轉(zhuǎn)化為熱能。例如,在導(dǎo)流板和端部支架之間使用硅膠來降低噪音。
多孔吸聲材料還可以通過將進(jìn)入電機(jī)孔隙的聲波的能量轉(zhuǎn)換為熱能,從而減少電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的空氣傳播噪聲的排放。這些材料的吸收能力隨著其密度、厚度、緊密性或孔結(jié)構(gòu)而增加。如果可能,屏障應(yīng)完全封閉源。吸聲材料的一個(gè)潛在缺點(diǎn)是,它可能會限制氣流或熱傳遞,從而提高電機(jī)溫度。
風(fēng)阻噪聲通常是電機(jī)噪聲的主要來源,在高速(如二極和四極)電機(jī)中最為普遍。由于它是由移動空氣的旋轉(zhuǎn)部件附近的障礙物處的湍流氣流引起的,因此減少它的最佳方法是將障礙物降至最低。風(fēng)阻噪聲不同于大多數(shù)電機(jī)噪聲源,因?yàn)樗鹪从跉饬?,而不是電機(jī)部件。通常,它是寬帶噪聲(寬頻率范圍),基本上沒有明顯的純音(正弦波形)成分。
大型開放式外殼電機(jī)的大部分風(fēng)阻噪聲來自轉(zhuǎn)子軸的風(fēng)扇動作,而不是來自冷卻風(fēng)扇或散熱片。因此,減小冷卻風(fēng)扇直徑可能不會帶來很大的噪音降低,但可以顯著減少冷卻氣流。帶有徑向通風(fēng)管的大型敞開式電機(jī)通過轉(zhuǎn)子和定子可能會產(chǎn)生刺激性的純音氣流噪聲成分,通常頻率高于1000Hz,這種噪聲通常被稱為汽笛效應(yīng),是由于從轉(zhuǎn)子徑向管道流出的氣流突然中斷造成的。相對于定子導(dǎo)管偏移轉(zhuǎn)子導(dǎo)管有助于減少這種噪聲的體積。在全封閉風(fēng)扇冷卻(TEFC)電機(jī)上,減小風(fēng)扇外徑或改變風(fēng)扇類型是降低噪音的好方法,尤其是在單向應(yīng)用中。但減少風(fēng)扇或通風(fēng)路徑會使電機(jī)運(yùn)行更熱,縮短其潤滑劑和繞組的壽命。增加風(fēng)扇和固定部件之間的間隙或不對稱地間隔風(fēng)扇葉片也可以降低TEFC電機(jī)的風(fēng)扇葉片頻率噪聲。
結(jié)論
在電機(jī)表面周圍或表面上流動的空氣會產(chǎn)生湍流,這是一種潛在的不良噪聲源,從氣流設(shè)計(jì)的角度來看,為避免風(fēng)阻噪聲問題而采用的一些注意事項(xiàng):清除與氣流接觸的所有零件上的銳邊和毛刺,盡量減少氣流方向的突然變化,保持邊界表面光滑,提供氣流路徑橫截面的逐漸變化。




