电动机的噪声控制.doc

电动机噪声的分析和控制

摘要： 现在电机噪声的问题已受到广泛关注，为了有效地降低和控制电机噪声污染，必须全面熟练地掌握各种噪声的具体形成因素、类别、监测及分析，采取适当的控制方法，尽可能低的降低噪声造成的危害。
关键词： 电机噪声分类；分析；控制方法
前言
噪声是指不需要的声音。随着现代工业的发展，噪声污染已成为主要公害之一。控制噪声、保护环境已成为人们的共识。其中，电机噪声测量与控制是重要的一环，具有举足轻重的地位。长期受电机噪音刺激，将导致听力损失，甚至引起心血管系统、神经系统及内分泌系统等方面疾病。电机噪声不仅危害人们的健康，并影响人们的生活、工作。同时通过对电机噪声的分析和控制，首先我们可以评价机械产品质量是否符合噪声标准；第二，我们可以查明主要噪声源，以改进其中某一部件结构、降低噪声的测量难度；第三，我们可以采用适当的控制方法来降低电机噪声对机器和人类的影响。
1电动机的噪声源
电动机的噪声一般由三部分组成：空气动力性噪声、机械性噪声和电磁噪声。
（1）空气动力性噪声。空气动力性噪声是由电动机的主要噪声源，它的产生机理与风机的空气动力性噪声机理相似，噪声的强度与叶片的数尺寸、形状及转速有关。
（2）机械性噪声。机械性噪声包括电机转子不平衡引起的低频声、轴承摩擦和装配误差引起的高频噪声、结构共振产生的噪声等。它对电动机噪声影响仅次于空气动力性噪声。

（3）电磁噪声。电磁噪声是由于电动机空隙中磁场脉动、定子与转子之间交变电磁引力、磁致伸缩引起电机结构振动而产生的倍频声。电磁噪声的大小与电动机的功率及极数有关。对于一般小型电动机功率不大、电磁噪声并不突出，但对于大型电机，功率很大，电磁噪声在电机噪声中占有一定分量。
2.电机噪声的简单分析方法
2.1 切断电源法
利用电磁噪声随磁场强弱、负载电流大小以及转速高低而变的特征，对空载运行的电机静听一段时间后突然切断电源。随着电源的切断，部分噪声会立即消失，此为电磁噪声。停电后电机借惯性继续运转产生的噪声则为机械噪声。反复数次以期得到确定的噪声源。
2.2 改变电压法
利用电磁噪声随电流大小而改变的特点，将电源电压急速下降至一定限度（转速无较大变化）时，如果电磁噪声是电机噪声的主要部分，则会随电压
变化很大，而其它噪声基本不变。对于高压起动，常压工作的电机此法非常实用，电机在同步后如从高压转换为常压，电机噪声明显减弱的部分为电磁噪声。如果电机噪声没有明显变化，则电机所产生的噪声主要为其他噪声。
2.3 电流测试法
若定子绕组不对称或内部断相、匝间短路，则三相电流不平衡；若转子断笼或绕线转子三相绕组不对称，则定子电流有波动，以此鉴别出电磁噪声。
2.4 拖动法
用低噪声电机拖动被试电机旋转，提起及放下电刷数次，可鉴别出电刷对噪声的影响。对于空气动力噪声具有稳定的特征，可以通过取下风扇（小型电机）或外鼓风（大、中型电机）前后噪声变化的情况来鉴别。另外，更换不同外径和型式的风扇，在不同转速下区分噪声的差别，也可鉴别出空气动力噪声。
以上四种方法主要是在缺少专用噪声测量设备的情况下鉴别噪声源的方法。简单易行，在早期的噪声判断和防治中起着非常重要的作用。随着科技的创新和不断进步，对噪声的判断有了一些专属的工具，使得电机噪声的判断更加准确、有效。一些方法可以对电机噪声进行整体测量，得到大致的噪声贡献范围。其中测试手段主要有声压法和声强法等。下面来介绍电机噪声控制的几种方法。
3.电机噪声的控制方法方法
3.1合理设计电机结构
前述电机的噪声源主要是空气动力性噪声、机械噪声、电磁噪声。近些年来设计人员对电磁设计、机械的设计都做了很大的改进，同时，又对风扇叶片的形状及尺寸、通风口的形状和大小、风道的形状进行了合理的设计，这些方法从噪声源上降低噪声，是非常有效可行的。例如，一台55KW电动机，原风扇叶片为直叶片，现改为后弯式叶片，叶片由多片改为4片，并使风扇的直径由350mm缩短为325mm，为保证风量，适当增加叶片的宽度。实验表明，通过对风扇直径和叶片形状的改进，噪声由97dB（A）降到88.5dB（A）。
3.2加装消音器
在电机靠近出入风口处加装消音器，是控制电机噪声的最有效的方法。对加装消音器的基本要求是：具有良好的降噪效果，把电机的噪声控制在允许的范围内；消声器的空气阻力要小；安装消声器后，不影响电机冷却散热；消音器体积要小、重量轻，便于安装于拆卸，维修要方便。
根据电动机风冷气的不同走向，加装消音器大体分为两种。
3.2.1冷却风扇加装消声筒
对于大多数电动机，如国产JQ2型电机，其冷却风扇位于电机的尾部，气流从尾部进入，流经电机外壳的散热筋把热量带走。对于这类电机，大多在电机尾部和机壳上加装阻性消声筒，并在消声筒内放置吸声锥，吸声锥做成可调式，根据实际需要，对通流的断面积进行调节。
消声筒把电动机半围封起来，在降低空气动力性噪声的同时，也阻挡机壳的辐射噪声，因此采用消声筒结构控制电机噪声，常获得十几分贝的降噪效果。
3.2.2进、出气处加装消声器
对于某些功率较大的电动机，如JK2等类型的电动机，通风冷却系统是从电机尾部和联轴节两端进入，从机体两侧向外排气，这种进、出气处加装适当形式的消声器。为避开电机主轴及电缆线等障碍物，消声器可设计成拼装结构，便于拆卸，可随时检查、维修电动机。JK2型800KW电动机加装消声器前后的实测知道，在距机组1m处噪声，由100dB（A）降至85dB（A），已符合工业企业噪声标准的规定。
3.3采用全封闭隔声罩、消声坑
对于大、中型电动机，在降噪量要求很大的情况下，可采用全封闭隔声罩，即将整个电机都罩起来，在隔声罩上开进、排气口，并安装进、排气口消声器，这种控制方法十分有效。对于电动机隔声罩的设计，仍以隔声罩理论为依据，外壳用钢板制成，内衬吸声材料，并加护面结构。不过，在设计电机隔声罩时，要特别注意电机的温升问题。为了满足电机散热要求，隔声罩内壁与电机外缘净间距，大、中型电机一般在70～100mm，这样有利于气流流动，并保持一定流速，不易产生涡流噪声，同时进、出气口的消声器的通流面积要比实际需要的通流面积大20%。一般罩内气流通畅，有足够的储气量，进、出气口面积足够大，电动机加隔声罩一般不会影响电动机的温升。
4结论
针对电机车间噪声大的实际情况，通过对电机噪声的分析，以国家的相关规定和标准为基础，并采取相应的控制措施，这可以为作业人员营造了一个健康的作业环境，减轻了作业者的疲劳，提高了其工作效率，从而提高了整个生产效率，保证人—机—环境系统处于高效的运行状态。

参考文献
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