噪聲是各種頻率和不同強度的雜亂聲音的組合,這種令人討厭的噪聲對人類(lèi)的危害是眾所周知的。噪聲往往伴隨振動(dòng)而產(chǎn)生,振動(dòng)過(guò)大還會(huì )損壞其他設備。振動(dòng)噪聲水平反映了產(chǎn)品設計、制造的水平,是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標?,F在人們已普遍認識到降低噪聲的重要性。防爆電機設計、制造及運行人員需要更多的有關(guān)電機噪聲方面的知識。例如,需要弄清楚電機噪聲怎樣產(chǎn)生,與什么因素有關(guān),希望在設計階段預計防爆電機實(shí)際運行時(shí)所產(chǎn)生的噪聲,同時(shí)要知道降低噪聲的方法等。
電磁噪聲是由電磁場(chǎng)交替變化而引起某些機械部件或空間容積振動(dòng)而產(chǎn)生的。對于防爆電動(dòng)機來(lái)說(shuō),由于電源不穩定也可以激發(fā)定子振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲。電磁噪聲的主要特性與交變電磁場(chǎng)特性、被迫振動(dòng)部件和空間的大小形狀等因素有關(guān)。較高頻的電磁噪聲,也稱(chēng)為電磁嘯叫。
電磁噪聲產(chǎn)生原因分析
防爆電機運行時(shí)氣隙中存在基波磁場(chǎng)和一系列諧波磁場(chǎng),這些磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生切向力,從而產(chǎn)生切向電磁轉矩以外,還會(huì )產(chǎn)生隨時(shí)間和空間變化的徑向力。
一般情況下,電機氣隙中存在各種次數、各種頻率的旋轉徑向電磁力波。每個(gè)徑向力波都分別作用在定、轉子鐵心上,使定子鐵心和機座以及轉子出現隨時(shí)間周期性變化的徑向變形,即發(fā)生振動(dòng),振動(dòng)頻率就是力波作用的頻率。由于轉子鐵心剛度很大,所產(chǎn)生的振動(dòng)量很小,故一般僅考慮定子鐵心和機座的振動(dòng)。電磁噪聲主要是由于定子的振動(dòng)使周?chē)諝饷}動(dòng)而引起的氣載噪聲。
徑向力波的階次數越低,鐵心彎曲變形的相鄰兩支點(diǎn)間距離越遠,鐵心剛度相對較差,徑向變形也越大。定子鐵心變形量約與力波次數的四次方成反比,與力波幅值成正比,故幅值較大的低次數徑向力波是引起電磁噪聲的主要根源、此外,應特別注意的是,鐵心和機座都有一定的固有振動(dòng)頻率,當徑向力波頻率與該固有頻率接近甚至相同時(shí),會(huì )發(fā)生諧振,這時(shí)鐵心振動(dòng)及輻射噪聲將大大增加。
由于基波磁場(chǎng)幅值較大,且若沒(méi)有基波磁場(chǎng),電機就不能工作,故由它產(chǎn)生的倍頻噪聲是不能避免的。但由于其力波次數較高(除2極電機外),頻率較低,噪聲輻射效率比較低,因此,除功率較大的2極電機外,倍頻噪聲一般都較小。
防爆電機主要的噪聲源分析
防爆電機的主要噪聲源有電磁噪聲、機械噪聲和通風(fēng)噪聲。
●電磁噪聲
電機氣隙中磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生隨時(shí)間和空間變化的徑向力,使定子鐵心和機座隨時(shí)間周期性變形,即定子發(fā)生振動(dòng);電磁噪聲主要是由于定子的振動(dòng)使周?chē)諝饷}動(dòng)而引起氣載噪聲。
●機械噪聲
轉子機械不平衡引起離心力所產(chǎn)生的機械振動(dòng)和噪聲、軸承振動(dòng)噪聲、電刷與集電環(huán)或換向器滑動(dòng)接觸噪聲、受軸承振動(dòng)激發(fā)的端蓋軸向振動(dòng)噪聲等。
●通風(fēng)噪聲
風(fēng)扇或其他通風(fēng)元件以及轉子旋轉形成的空氣渦流噪聲,風(fēng)扇旋轉使冷卻空氣周期性脈動(dòng)或氣體撞擊障礙物而產(chǎn)生的單頻噪聲,風(fēng)路中薄壁零件諧振或風(fēng)路設計不合理產(chǎn)生的“笛聲”。
防爆電動(dòng)機電磁噪聲鑒別
電動(dòng)機電磁噪聲大小隨磁場(chǎng)強弱、負載電流大小及轉速高低而變,利用這個(gè)特征,可采取下面的辦法進(jìn)行鑒別。
●突然斷電法。由于機械慣性比電磁過(guò)渡過(guò)程慢得多,突然斷電,無(wú)電磁因素影響,這時(shí)電動(dòng)機轉速幾乎不變。如果這時(shí)電動(dòng)機噪聲突然消失或顯著(zhù)降低,可斷定是電磁原因產(chǎn)生的噪聲。
●改變電壓法。由于異步電動(dòng)機轉速隨電壓變化不大,當改變電壓時(shí),機械噪聲和通風(fēng)噪聲基本不變,但電磁噪聲隨電壓變化很大。
●對拖法。用一臺低噪聲電動(dòng)機拖動(dòng)有噪聲的被試電動(dòng)機,這時(shí)如果噪聲降低或消失,則說(shuō)明被拖動(dòng)的電動(dòng)機噪聲是電磁噪聲。
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