2024

電機噪聲分析與降噪措施

控制噪聲是環境保護的一個重要內容，而電機噪聲又是衡量電機產品質量的重要技術指標。因此，控制電機的噪聲已成為國內外電機制造企業生存與發展的重要問題。文章就引起噪聲的主要原因以及采取的降噪措施加以分析論述。

電機運轉時通常有多種噪聲源同時并存，不同的噪聲是由電機各種零部件產生的，而電機形成噪聲的不同部位，一般互不相關，因此可以分別研究，分別采取專門的降噪措施。

1.電磁噪聲

電磁噪聲主要是由在時間和空間上作變化，并由電機各部分之間作用的磁拉力引起的。氣隙空間的磁場是一個旋轉力波，它的徑向力波使定子和轉子發生徑向變形和周期性振動，是形成噪聲的聲源。其聲波大部分是由定子和其它部件振動輻射到周圍空間，成為“氣載噪聲”，而電磁噪聲大部分屬于“氣載噪聲”。

還有很多屬于設計和故障原因，也會造成電磁噪聲的增加，比如：磁拉力不平衡，鐵心飽和的影響，開口槽的影響，磁通振蕩產生噪聲，氣隙動態偏心，晶閘管電源中的脈動分量，電網中的諧波分量，異步電動機斷條，直流電動機電樞和主極匝間短路，交流電動機鐵心壓裝不緊，裝配氣隙不均等等。

所以，適當降低電機的氣隙磁通密度、增大氣隙，設計時如采用電樞斜槽，直流電動機的不均勻氣隙和交流電動機的磁性槽楔，都是降低齒諧波和電磁噪聲的有效措施。增加機座剛度，可以減少由于定、轉子氣隙場中基波旋轉力產生的振動和噪聲。提高氣隙裝配時的均勻度和鐵心的疊裝質量，都有利于降低電磁噪聲。

2.空氣動力噪聲

電機的空氣動力噪聲有渦流噪聲和笛鳴噪聲兩種。

渦流噪聲主要是由轉子和風扇引起的冷卻空氣湍流，在旋轉表面交替出現渦流引起的；笛鳴噪聲是通過壓縮空氣，或空氣在固定障礙物上擦過而產生的。電機內的笛鳴噪聲則主要是徑向通風溝引起的。笛鳴噪聲是隨轉動部件和固定部件之間間隙的減小而增強，所以采用密封的隔音罩，將噪聲“密封”在隔音罩內，增大轉動部件和固定部件之間的間隙，改進導風罩形狀，采用不均勻分布和長度不等距的風葉是降低笛鳴噪聲的有效辦法。另外，降低轉子表面圓周速度，減小電機的表面積和轉子表面粗糙度三個參數，也可以降低空氣動力噪聲。

3.換向噪聲

換向噪聲，也稱為電刷噪聲。

在有滑環和換向器的電機中，換向噪聲是不可避免的，有時會成為一個主要的噪聲源。引起換向噪聲的原因：

摩擦噪聲：電刷與滑環和換向器的滑動連接處，必然產生摩擦噪聲。摩擦噪聲的大小與滑環和換向器表面狀態、電刷的摩擦系數、空氣的絕對濕度和電刷壓力有關。所以，降低摩擦噪聲的方法有：提高滑環、換向器的工作表面光潔度和圓度，保證空氣的絕對濕度不低于5g/m³，清潔電刷表面，電刷材料硬度不能過大，適當的縮小換向器直徑等。

撞擊噪聲：這是由于換向片之間都有一個云母溝，由于換向器變形，云母溝下刻和倒棱工藝不好，使電刷在電動機旋轉時往往會撞擊換向片，使換向片和降低這種噪聲。

4.機械噪聲

旋轉電機噪聲主要是機械噪聲，大型、高速電機易產生這種噪聲。

轉子動平衡不好是產生機械振動和機械噪聲最常見的原因之一，提高轉子動平衡精度則可以有效降低這種噪聲。安裝、調整不良，定、轉子部件固有頻率和轉速頻率一致時，也會產生機械噪聲。當電機裝有端罩式風罩時，罩子往往被電動機的振動所搖撼，并發生振動，也會產生噪聲。這種情況下，電機定子的振動往往是端罩或風罩的激勵源，要減小這種振動噪聲，措施是增大端蓋和罩子的動態剛度。在端罩和定子的結合處加設吸振材料，比如毛氈等，都可減小定子的振動幅值。

5.負載噪聲

這種噪聲產生的主要原因是制造工差、裝配間隙，及運行、運輸、安裝過程中造成工作表面損傷和電腐蝕產生損傷，都會使軸承運行不平衡和發生不規則的撞擊。比如，軸表面粗糙度達不到要求，軸承孔圓度超差（定子或端蓋），軸承孔材料差，電樞芯軸伸端輕微劃傷等。

降噪對策有：軸承加工過程和入廠檢驗時，一定要加強對軸承內壁光滑度、圓度、表面粗糙度的測試檢查，確認軸承內壁油孔或材質是否符合要求，軸承孔圓度是否超差，仔細檢查軸頭部，確認端蓋側軸頭是否合格；串軸疊鉚時，軸伸端是否有劃傷。

總之，為了有效的控制和降低電機噪聲污染，除了生產過程中把好質量關外，還必須熟練掌握對電機噪聲的監測、診斷和識別技術，以便采取有效的措施降噪。