電磁噪聲主要是由氣隙磁場作用于定子鐵芯的徑向分量所產(chǎn)生的。它通過磁軛向外傳播,使定子鐵芯產(chǎn)生振動變形。其次是氣隙磁場的切向分量,它與電磁轉(zhuǎn)矩相反,使鐵芯齒局部變形振動。當徑向電磁力波與定子的固有頻率接近時,就會引起共振,使振動與噪聲大大增強,甚至危及電機的安全。
根據(jù)麥克斯韋定律,氣隙磁場中單位面積的徑向電磁力按下式計算:
式中:B——氣隙磁密
θ——機械角位移
μ0——真空磁導(dǎo)率
由于定、轉(zhuǎn)子繞組中存在著主波磁勢與各次諧波磁勢,它們相互作用可以產(chǎn)生一系列的力波。
3.1 主波磁場產(chǎn)生的力波
主波磁場B1所產(chǎn)生的徑向力波為:Pr1=P0+P1,式中,是徑向力的不變部分,它均勻作用于圓周上,使定子鐵芯受到壓縮應(yīng)力。不變部分不會產(chǎn)生振動與噪聲。P1=P0cos(2pθ-2ω1t-2θ0),其中p主波的極對數(shù),ω1—主波的角速度,θ0—初相角。P1是徑向力波的交變部分,這個力波的角頻率是2ω1,即2倍的電源頻率,它使定、轉(zhuǎn)子產(chǎn)生2倍電源頻率的振動與噪聲。它的強度與氣隙磁密的平方成正比。這在兩極的大容量電機中,容易產(chǎn)生較大的影響,而在一般情況下,由于它的頻率較低,其影響不顯著。
3.2 諧波磁場產(chǎn)生的力波
諧波磁場產(chǎn)生的力波所引起的振動與噪聲,一方面與該力波的幅值大小有關(guān),也與力波的次數(shù)有關(guān)。在大多數(shù)情況下,次數(shù)小于10的影響較大,高次數(shù)的力波一般不考慮。所以一定要選擇合適的定轉(zhuǎn)子槽配合,以避免產(chǎn)生較低次的力波。若Z1和Z2分別代表定、轉(zhuǎn)子槽數(shù),則要求:Z1-Z2≠(0或2p),Z1-Z2≠(±1或2p±1),Z1-Z2≠(±2或2p±2),Z1-Z2≠(±3或2p±3)。
3.3 由一階齒諧波所產(chǎn)生的力波
由于定子或轉(zhuǎn)子上齒槽的影響,磁導(dǎo)將產(chǎn)生周期性變化,而引起氣隙磁密的大小周期性變化,而產(chǎn)生了齒諧波。這齒諧波所引起的振動與噪聲可采用斜槽的方法,將其削弱。一般情況下,轉(zhuǎn)子斜一個定子槽距時,其齒諧波所產(chǎn)生的徑向力要比直槽時小得多。
3.4 單邊磁拉力所產(chǎn)生的力波
由于定、轉(zhuǎn)子的偏心,或磁路的不對稱,將引起磁通分配的不對稱,而出現(xiàn)一邊受力大、一邊受力小的現(xiàn)象,也就產(chǎn)生了單邊磁拉力。它隨著轉(zhuǎn)速而周期性地變化。
當其中極對數(shù)為p±1的附加磁場與主波磁場相互作用時,所產(chǎn)生的力波次數(shù)為±1,這樣低的力波很可能引起振動與噪聲。因此,我們在設(shè)計或加工時,定、轉(zhuǎn)子圓度一定要達要求,磁路一定要對稱、均勻。在電機裝配中,應(yīng)校驗定、轉(zhuǎn)子的同軸度,使之在精度要求范圍內(nèi)。
3.5 降低電磁噪聲的方法
綜上所述產(chǎn)生電磁噪聲的成因,我們可采用下列方法降低電磁噪聲。
?、疟M量采用正弦繞組,減少諧波成份;
?、七x擇適當?shù)臍庀洞琶?,不?yīng)太高,但過低又會影響材料的利用率;
⑶選擇合適的槽配合,避免出現(xiàn)低次力波;
⑷采用轉(zhuǎn)子斜槽,斜一個定子槽距;
?、啥?、轉(zhuǎn)子磁路對稱均勻,迭壓緊密;
⑹定、轉(zhuǎn)子加工與裝配,應(yīng)注意它們的圓度與同軸度;
?、俗⒁獗荛_它們的共振頻率。
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