有关电机噪音和振动.docx

第一章电机振动的产生以及控制低频测振1.1电机产生振动的原因1）电机所用的绝缘材、叠片铁心、线圈嵌线等部件的组成方式，使其结构刚和运时的热胀缩条件比较复杂2）电机转子存在的平衡3）电才七内的电磁4）输入端受到的扭转冲击，.以及输出端受到的电网冲击1.2电机振动产生的危害1）电机转子弯曲、断.2）转子磁极松动，造成定子和转子相互擦碰3）加速电机轴承的磨损，使轴承的正常寿命大大缩短4）电机端部绑线松动，造成端部绕组相互摩擦，绝缘电阻低，绝缘寿命缩短， 严重时造成绝缘击穿1.3需要明确的几个基本概目有频和振型振动响应（幅值和相位）1.4电机振动的形式及其控制1.4.1电机定子铁心的振动定子铁心的振动主噗是由电磁造成的，产生椭圆形、三角形、四边形等振型。（齿部高频分较多）当定子叠片铁心内有交变磁场通过时，会产生轴向振动，铁心未压紧，铁心 就会产生剧的振动，严重时造成断齿。为防止此类振动的发生，定子铁心一 上采用压板及杆压紧结构，但同时应注意防止因铁心局部压过大而造成的报 伤。1.4.2电机定子绕组的振动在电才七运过程中，定子绕组经常受到,以下几种的影响，引起绕组的系统频或者倍频振动：绕组中的电与磁通的作用，转子磁，绕组热胀缩在电机设计时，特别值得考虑的是由电磁引起的定子绕组的槽部和顶部振动 为防止这两类振动，经常要采取槽部线棒固紧结构以及端部轴向刚性支架措 施 。1.4.3电机叫座的振动机座的振动源：1）由 定子铁心的电磁振动通过铁心与机座的连接传来，引起机座的倍频振动，且 随着单机容的增大而增大；2）转子振动的激振实践证明：地轴承形式的转子激振对机座的影响要比轴承座设置在定子机座端盖上的轴承形式的影响要小得多。为减小机座的振动，经常采取的措施是：1）铁心与机座之间 的连接采用弹性结构，以减少铁心振动对机座和基础的影响；2）对机座的自振频进控制，使其避开铁心的倍频振动频和转子的振动频1.4.4电机转子的弯曲振动引起电机转子弯曲振动的三个原因：1）转子质平衡引起的振动：转子的质平衡是引起机械振动的主要原因。牌子的质平衡可分为静 平衡、动平衡或者二者兼有，为尽消除质平衡的影响，在转子制造过 程中，应进严格的动、静平衡试验。单平面单测点平衡方法：T 后的振 的校正实质是矢平衡法，如果矢A表示原始振动，矢 B表示加上试重动，那么矢（B-A）就是试重T的响应。因此为消除原始振动，所需加W可以按照下公式计算出来W = -C-1A"Kf =rr平衡方法：影响系数法，振型平衡法2）转与运过程中的转子热均及电磁平衡，会引起转子弯曲振动。3）转子固有振动特性。为减小电机转子的振动，设计时应使转子的临界转速与 电机工作转速之差足够大，最好使其临界转速偏离电机额定转速15%以上。1.4.5电机转子的扭转振动转与系统的外界扭矩的瞬变所引起的转子系统的扭振，可以产生积疲劳破坏， 进而导致转与寿命缩短，引发严重的电机事故。解决这类问题，就要求比较正确的计算轴系的扭振自然频，在设计转子时，使 其避开工作频及其倍频1.4.6电机轴承引耙的振动电机所用轴承因功同而所采用的轴承形式也同，在中小型电才"多采用滚动轴承，而大型电机"多采用动轴承。轴承形式同，引起振动的原因也 同。滚动轴承引起的振动因素主要有：1）次的制造：轴承内圈的径向偏摆、全圈的椭圆、滚动体的椭圆、架孔中的间隙及滚道表面的波纹等 。架孔中的间隙是轴承的重要的振动源，其 过大或者过小会导致剧的机械振动2）轴承的安装配合：轴承的安装配合是指轴承与端盖（或轴承全）以及轴承与转轴轴承挡的配合3）轴承润脂的情况也会影响系统的振动。过稠的润脂对滚动体振动阻尼作用 的效果差，过稀将导致干摩擦4）轴承的安装方法会对系统的振动造成影响，常用的是热套法动轴承引起的振动因素主要有：由油膜涡动和油膜振荡现象引起，特别是油膜振荡会引起系统剧的振动，从而 造成系统的破坏。轴承支架的刚校核第二章电机振动的计章及测临界转速计算软件：DyRoBes轴承刚和阻尼计算软件：Renk公司自带振动测试仪器设备：美国Bently :涡传感器，德国 Schenk :速传感器振动分析工具：瀑布图，升速、速过程的通频曲线（FFT）瀑布图测试标准：旋转电机振动测定方法、极限:GB10068.1-88GB10068.2-88250020001500POINT： BRG GVertical /0uMACHINE： GeneratorFrom 24SEP2001 1 2:53:16 To 24SEP2001 13:24:43 Shutdown 7!WINDOW： None SPECTRAL LINES： AGO RESOLUTION： 1.25 HertzEd吕 LoUJLLJdE>翌 d E clbEBW ¥当己_|鬼<3020030.25 HertzPOINT： BRG GVertical /0 DIR AMPL： 28.9 intg micro m ppMACHINE： Generator MACHINE SPEED： 750 rpm 24 SEP 2001 13:08:10 ShutdownWINDOW： Hanning SPECTRAL LINES： 400 RESOLUTION： 1.25 Hertz通频振动第三章 电机噪声源的产生以及控制（高频测声）3.1电机噪声的危害1）噪声干扰人们的谈话，低人的思维，使人疲劳，影响休息、工作、睡眠。长 期在噪声大的环境中，容使人的听受损。2）电机噪声影响到电机本身的质和寿命；3.2噪声的几个基木概声音产生于振动，必须经过介质传播才能被人所感觉。声波频越高，音调也越高。人能感觉到的频 2020000Hz。噪声：各种同频和声强的声音杂乱无章的组合声波的干涉：频和性质相同的声波相叠加时所产生的现象.相位相同时，声波加强；相位相反时，声波减弱。这在电机噪声控制中非常重要。声压和声压级：声波引起介质振动，压产生起伏变化。PL广2典尸0Lp :声压级，P ：声压P0 :基准声压，等于2x 10-5Pa反平方一 rAL = 20lg 二i反平方在噪声测中的应用1）估计距离机器同距离的声压级：如1m处的声压级是80分贝，可估计10 m处的声压级为80-20=60分贝2）距离成倍增加的情形（最具实用价值）：AL = 201g 2 = 6dB上式表明，距离增倍，声压级低 6分贝。这是噪声测中考核声场是否接近自 由场条件的有用关系。3.3电机噪声的形式及其控制3.3.1电磁噪声及其控制电磁噪声主要是气隙中的电磁场产生电磁波引起铁心轭部振动并且通过电机外 壳将噪声辐射出去。低电磁噪声的措施：1）台选择齿、槽配合；2）气隙的均匀性和气隙值的台选择；3）斜槽；4）低磁密；5）控制共振噪声3.3.2空气动引耙的噪声及其控制风扇和转子旋转是空气动噪声的主要噪声源，其中又以风扇噪声为主。低风扇噪声的措施：1）风扇台的风结构设2）风扇台的几何尺寸研究和实践证明：1）轴式风扇和后倾风叶离心式风扇所产生的噪声比径向风叶离心式风扇要低；2）适当的低风扇外圆与定子端板之间的间隙以及小的风叶进风口角和出风口角，有于噪声的低；3）尽可能的减少风中的障碍物及变化较缓的风设计，可以有效的低噪声。3.3.3机械噪声及其控制主要是动轴承和滚动轴承噪声滚动轴承噪声最为厉害：与轴承各件的加工质、装配工艺、工作转速、润等有关3.4电机噪声的识别电磁噪声的识别：1）改变外加电压法2）断电源法空气动噪声识别：1）根据电机的通风特点，从频谱上初步分析2）风扇取下，做对比试验机七械噪声识写ij：1）轴承噪声，换轴承2）碳制引起的噪声，提起碳制3）平衡引起的噪声，频谱图中识别第四章电机的消声与隔声如果从声源上能控制噪声，可以采用：1）隔声2）消声辅以吸声材4.1电才的隔声最简单、最有效的隔声方法：用钢板、木板或塑板制成的隔声罩，把整个电机包围起来，可低 20分贝左右 缺点：x对散热，而且占用的空间大。必须考虑电机温升的问题。4.2电机的消声"'声方法：在气通道中装消声器，在保正气通过的同时，阻止或者削弱噪声的传播。1）阻式”'声器：在管道内用多孔材覆盖璧面来消耗声音的能。优缺点：低频效果差，中频效果较好。对于低电机的通风噪声效果较好2）抗式消声器：借助管道截面的突然扩大或者缩小，或淳接共振腔，使沿管道传 播的噪声在突变处向声源反射回去，达到消声的目的。优缺点：结构简单，用吸声材第五章电机噪声的测试与评价测试仪器1）声级计：由传声器、放大器、计权网络和指示器组成。（著名的有麦 B&K公司生产的声级计）2）频谱分析仪测试标准旋转电机噪声测定方法、极限：GB10069.1-88GB10069.2-88GB10069.3-88必须说明：现代考核电机的噪声水平，一般采用声功级来评定（声功级与测距离无关，可以直接反映噪声源的声功）：先测规定点的声压级，然后进换算 得到声功级。电机噪声的测试与评价有标准（ IEC，ISO，各个国家的国家标准），但要特别 注意以下要求：1）测试环境2）电机的安装方式3）电机工况4）基准面的选取和测点的布置5）仪器的安装和读数6）数据处参考教材1 电机设计，等，清华大学出版社， 19922 转子动学，钟一谔等，清华大学出版社，19873 转子动平衡论、方法，周仁睦，19924电机噪声的分析与控制，陈永校等，浙江大学出版社，1987