電機的噪聲起因是振動對嗎？

　　在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中電機扮演者舉足輕重的作用，在日常設(shè)備巡檢時我們會發(fā)現(xiàn)運行中的電機發(fā)出各種異音，而這種長時間“異音運行”狀態(tài)嚴(yán)重威脅著電機的安全運轉(zhuǎn)，為了及時發(fā)現(xiàn)并消除異?，F(xiàn)象我們必須詳細了解電機制造、裝配工藝，準(zhǔn)確識別出主要的噪聲源。

　　在實際的生產(chǎn)制造過程中，振動和噪聲是相伴而行的一對問題，特別是機械噪聲，其根本的原因是振動，也就是說，控制機械噪聲應(yīng)從消除機械振動入手。

　　端蓋的軸向振動和噪聲

　　端蓋的軸向振動是機械噪聲源之一，這主要是由軸承振動激發(fā)的，在小型電機中較為重要。端蓋軸向的動剛度越小，則越容易激發(fā)較大的振動速度和噪聲。

　　電刷裝置的振動和噪聲是由換向器表面狀況不良、電刷與刷握間的間隙偏大、電刷壓力偏小或壓力施加不當(dāng)使電刷歪斜，以及刷握、刷架和刷桿剛度不足等結(jié)構(gòu)和工藝方面的原因所產(chǎn)生。

　　直流電機運行時電刷和換向器的滑動接觸狀況以及換向器表面所形成的氧化亞銅薄膜和其上覆蓋的一層石墨薄膜和塵埃微粒，不僅影響電機的換向性能，而且也影響到振動和噪聲。

　　實踐證明，空載時由于滑動接觸面溫度較低，上述薄膜不易形成，電刷和換向器之間的干摩擦使噪聲增大。如軋鋼直流電機在空載運行周期占總時間50%以上時，空載情況下的噪聲比負(fù)載時的要高6~10dB。這種振動與換向器表面由于機械原因引起的振動有所不同，后者可以在電機低速運行時檢查出來（用手輕觸電刷有振動感）?；瑒咏佑|產(chǎn)生的電刷振動噪聲的頻譜一般在1000~-8000Hz范圍內(nèi)，且電機轉(zhuǎn)速變化時它變化不大，這也是它區(qū)別于機械原因的特點之一。

　　滑動接觸產(chǎn)生的電刷振動噪聲還與電刷極性有關(guān)。例如，直流發(fā)電機的正電刷較負(fù)電刷的振動??；因為正電刷能分離出石墨和碳的結(jié)晶體，在換向器表面吸收水分形成潤滑膜，而負(fù)電刷卻將其鏟除。滑動接觸薄膜的形成還與電刷牌號有關(guān)，牌號的選擇首先是保證良好的換向性能，但同時也應(yīng)考慮到電刷的振動和噪聲。

　　一般電機噪聲來源可分為機械噪聲、電磁噪聲、空氣動力噪聲等。

　　1.1 機械噪聲

　　電機定轉(zhuǎn)子摩擦、動平衡破壞、軸承及軸承套磨損以及電機本體共振形成機械噪聲。詳細產(chǎn)生原因如下：

　?。?）軸承損壞或裝配不良，電動機轉(zhuǎn)動時用聽音棒一頭放在軸承端蓋上，另一頭用手指頂住放在耳垂處聽軸承轉(zhuǎn)動聲音是否均勻、有無周期性的“咕隆、咕隆”聲，如有異音說明軸承有問題，一般為軸承嚴(yán)重缺油、油中有雜質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量不合格或軸承磨損造成。對于大型高壓電機如電機軸承裝配不到位、軸承套磨損、軸承鎖緊螺母松動都會造成軸承發(fā)出異音。

　?。?）電機轉(zhuǎn)子動平衡破壞，轉(zhuǎn)子不平穩(wěn)或轉(zhuǎn)軸彎曲引起轉(zhuǎn)子振動，同時使機座發(fā)生振動產(chǎn)生噪音。

　?。?）定、轉(zhuǎn)子鐵心松動。

　　（4）定、轉(zhuǎn)子間氣隙不均勻?qū)е孪嗷ツΣ痢?/p>

　?。?）新繞制的電機，相間絕緣紙或槽突出于槽口外與轉(zhuǎn)子相擦。

　?。?）構(gòu)件（端罩、風(fēng)罩、出線盒蓋等）振動。

　?。?）鐵心松散或片間短路、槽齒損壞。

　?。?）風(fēng)扇與風(fēng)罩相擦或風(fēng)扇不平衡、風(fēng)吹松動。

　?。?）機內(nèi)有雜物，異物進入電動機內(nèi)。

　?。?0）聯(lián)軸器連接松動。

　　（11）軸承安裝不良或軸承損壞。

　　（12）緊固件松動。

　　（13）碳刷換向器間相擦。

　?。?4）地基不平或安裝不好、地腳固定不穩(wěn)，安裝時，電機沒找正（或找正不好），電動機軸與機械負(fù)載軸不同心。

　　1.2 電磁噪聲

　　電機氣隙中的交變磁場引起定子、轉(zhuǎn)子和整個電機結(jié)構(gòu)和振動產(chǎn)生的一種低頻噪聲為電磁噪聲。電磁噪聲主要是由于氣隙中的磁場（包括基波磁場和各種高次諧波磁場）產(chǎn)生周期性變化的徑向力或不平衡的磁場力使定、轉(zhuǎn)子鐵芯產(chǎn)生磁滯收縮和振動引起的，電磁噪聲約占電機噪聲總量的20%。具體原因如下：

　?。?）定、轉(zhuǎn)子槽配合不當(dāng)，鐵芯疊壓不緊。

　?。?）定、轉(zhuǎn)子長度配合不好（相差太多）。

　　（3）轉(zhuǎn)子鐵心的徑向振動。

　?。?）繞組節(jié)距不對。

　?。?）轉(zhuǎn)子槽斜度不夠。

　　（6）某一極相組中線圈接反。

　　（7）并聯(lián)繞組中有支路斷路，定子繞組不對稱或匝間短路。

　?。?）籠型轉(zhuǎn)子的籠條開焊或斷開。

　?。?）電壓、頻率變化大。電壓嚴(yán)重不平衡、頻率過高引起電磁聲音增大。

　　1.3 空氣動力噪聲

　　電機轉(zhuǎn)動時，風(fēng)扇和轉(zhuǎn)子上某些凸出部位使空氣產(chǎn)生沖擊和摩擦形成空氣動力噪聲。它隨風(fēng)扇和轉(zhuǎn)子圓周速度的增高而增大。風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)形成一個寬頻帶的連續(xù)噪聲，在此項噪聲中所占比重較大（尤其是轉(zhuǎn)速在1500r/min以上的高速電動機）。風(fēng)扇噪聲強度決定于風(fēng)扇（葉片角度、寬度、電機轉(zhuǎn)速）、進出風(fēng)口和風(fēng)道設(shè)計不當(dāng)引起?？諝鈩恿υ肼暤闹饕糠郑s占75%。

　　2.1 斷電法

　　利用電磁噪聲隨磁場強弱、負(fù)載電流大小以及轉(zhuǎn)換高低而變的特征，對空載運行的電動機靜聽一段時間后突然切斷電源，隨著電源的切斷部分噪聲會立即消失，此為電磁噪聲。停電后電機借慣性繼續(xù)運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪聲則為機械噪聲。反復(fù)數(shù)次以期得到確定。

　　2.2 改變電壓法

　　將電源電壓急速下降至一定限度（轉(zhuǎn)速無較大變化）時，如果電磁噪聲是電機噪聲的主要部分，則會隨電壓變化很大，而其他噪聲基本不變。

　　2.3 電流測試法

　　若定子繞組不對稱或內(nèi)部斷相、匝間短路，則三相電流不平衡;若轉(zhuǎn)子斷籠或繞線式電機轉(zhuǎn)子三相不對稱，則定子電流有波動，以此來鑒別出電磁噪聲。

　　2.4 拖動法

　　用低噪聲電動機拖動被試電機旋轉(zhuǎn)，提起及放下碳刷數(shù)次，可鑒別出碳刷噪聲的影響。

　　2.5拆卸部件法

　　對于空氣動力噪聲具有穩(wěn)定的特征，可以通過取下風(fēng)扇（小型電動機）或外鼓風(fēng)機（大、中型電動機）前后噪聲變化的情況來鑒別。另外，更換不同外徑和型式的風(fēng)扇，在不同轉(zhuǎn)速下區(qū)分噪聲的差別，也可鑒別出風(fēng)扇噪聲。

　　3.1 合理設(shè)計電機的結(jié)構(gòu)，減少噪聲

　?。?）正確選用風(fēng)扇材質(zhì)和結(jié)構(gòu)：單項旋轉(zhuǎn)的高速電動機，可采用流線型后傾式離心式風(fēng)扇，對離心式風(fēng)扇，帶倒向環(huán)的比不帶倒向環(huán)的噪聲低;此外，盆式風(fēng)扇比大刀式風(fēng)扇噪聲低;鋁質(zhì)風(fēng)扇比尼龍風(fēng)扇噪聲低。

　?。?）改進風(fēng)路：加大風(fēng)扇外緣與風(fēng)扇罩或端面內(nèi)腔間隙，取消風(fēng)道中的障礙，使風(fēng)流方向平滑，可改善噪聲。

　?。?）定子繞組采用合理的短矩。

　　（4）異步電動機轉(zhuǎn)子采用相對傾斜的雙斜槽結(jié)構(gòu)以減少軸向力;直流電動機采用不均勻氣隙。交流電動機采用磁性槽楔，不但可以減少諧波損失提高效率，還可以減少由諧波磁場引起的電磁噪聲。

　?。?）使用中的電機產(chǎn)生“掃膛”時，可適當(dāng)增大氣隙以減少氣隙磁密。當(dāng)電機功率有裕量時，可將轉(zhuǎn)子圓周車去一部分，以增大氣隙，消除高次諧波引起的噪聲，但在減小的同時，增大了空載電流，并使功率因數(shù)有所降低。

　?。?）適當(dāng)控制軸承滾動面的波紋、凹坑、粗糙度及徑向間隙。

　?。?）提高換向器表面加工精度和光潔度以減少電刷噪聲。

　?。?）增加機座剛度及平衡度，必要時可用水平儀做一下地基的水平;目測一下電動機安裝角度與拖動的機械是否合適。

　　3.2 確保裝配工藝精良

　?。?）選用高質(zhì)量的軸承。軸承與轉(zhuǎn)軸或軸承與軸承座之間的配合應(yīng)適當(dāng)，并控制好軸承熱套時的溫度及時間。（將軸承加熱至100℃左右，非密封軸承可在機油中煮5min左右，當(dāng)內(nèi)圈脹大后，迅速將軸承套入軸頸上，待軸承冷卻收縮后，軸承內(nèi)圈便會緊緊地固定在軸頸上。對于密封式軸承，因內(nèi)部已涂滿潤滑脂，不要用油煮加熱，可用電加熱法將軸承均勻加熱后套入軸承上。我公司現(xiàn)全部采用電動軸承加熱器進行加熱）

　?。?）轉(zhuǎn)子動平衡不好是產(chǎn)生機械噪聲的主要原因，所以要提高轉(zhuǎn)子的動平衡檢驗精度，盡量減少偏心的影響，保證電動機安裝時聯(lián)軸器的同心度。

　?。?）潤滑油選用合適且無雜質(zhì)。潤滑脂的粘度大，噪聲低。但粘度過大時，會有攪拌聲。潤滑脂充添量對于非密封式軸承，要在軸承內(nèi)塞滿潤滑脂，潤滑脂可由軸承的一端擠入，由軸承的另一端擠出，使?jié)櫥畛湓谳S承內(nèi)，兩端用手指抹平即可。軸承蓋內(nèi)腔所涂的潤滑脂量應(yīng)為軸承室內(nèi)部空間的1/3—2/3為宜。

　?。?）不同種類的軸承需按其安裝工藝的要求安裝軸承裝配原則上不允許采用銅棒擊打的方法，否則會由于軸承內(nèi)圈受力不均損傷軸承。采用熱套方法裝配軸承時，事先要仔細檢查軸承與軸頸的配合尺寸，因為熱套與冷套不同，熱套時套入軸承的過程中，不易發(fā)覺軸頸與軸承的配合公差和過盈程度是否適宜。軸承熱套后不應(yīng)移動電機或裝配其他附件以防止軸承移位。

　?。?）裝配電機聯(lián)軸器前必須測量其與軸徑的配合尺寸（一般過盈配合=0），同時檢查轉(zhuǎn)軸端鍵槽與鍵的配合緊度以防止電機轉(zhuǎn)動后因鍵松動產(chǎn)生噪音。

　　3.3 其它減噪方式

　?。?）容量超過10MW，轉(zhuǎn)速超過1000r/min的大容量高速電動機，采用剛性的隔離罩（內(nèi)表面粘貼吸音材料）將電機罩起來，是最有效的減噪辦法。

　?。?）在產(chǎn)生氣流噪聲最強的部分加裝有對氣流的阻力小，不影響電機散熱和裝卸方便的消聲器。

　?。?）搬運中避免機座遭受機械撞擊。

　?。?）電動機是從電源吸收電能，轉(zhuǎn)換成機械能再從軸上輸出，所以電網(wǎng)中采取動態(tài)無功補償和濾波裝置，使電源中的諧波分量符合規(guī)范要求，提高供電質(zhì)量，保證電壓、頻率合格，三相電壓平衡，以控制電機噪聲。

　　（5）電動機運行時軸承蓋不應(yīng)打開;保持電動機的清潔;定期更換潤滑油;經(jīng)常清潔換向器表面以保持其良好的潤滑接觸。

　　以上主要介紹了電機噪聲來源及因素并提出了一些控制電機噪聲的措施，相信這對降低電機噪聲、保證設(shè)備安全會產(chǎn)生極大作用。