电机中的噪声读不懂-鉴别与控制又该怎么做呢（电机噪声产生的原因）

电机噪声主要来自三个方面：空气噪声、机械噪声和电磁噪声，但有时内部电路噪声也被列为噪声源之一。电路内部噪声主要来源于电路的自激、电源的嗡嗡声、电路元件中电子流的波动以及自由电子的热运动。

1.空气噪音

空气噪声主要是由风扇的旋转引起气流、冲击、摩擦等引起的。噪音的大小取决于风扇的尺寸、形状、电机转速、风阻和风路。

空气噪声的基频

其中，风扇叶片数量为N——； n—— 电机速度。

风扇直径越大，噪音越大。风扇直径减小10%，可降低噪音2-3dB。但随之而来的制冷能力也会下降。当刀刃与通气室之间的间隙过小时，就会产生笛声（如笛声）。如果叶片的形状和风扇的结构不合理，就会产生涡流，也会产生噪音。由于风扇刚性不够，受到气流撞击时会产生振动，也会增加噪音。另外，如果有突出部分，也会引起噪音。

2、机械噪音

空气噪声主要是由风扇的旋转引起气流、冲击、摩擦等引起的。噪音的大小取决于风扇的尺寸、形状、电机转速、风阻和风路。

空气噪声的基频

那么球的旋转频率

在公式：

dr—— 球直径(mm)

d1——轴承内圈滚道直径（mm）

d2——轴承外圈滚道直径（mm）

保持架旋转频率

其中，风扇叶片数量为N——； n—— 电机速度(RPM)。

轴承内外滚道的波纹、凹坑和超粗糙度是产生噪声的主要原因。

试验表明，噪声声压级与滚动面上波纹高度和波纹数量的乘积成正比。另外，径向间隙的大小也影响噪声。减小径向间隙可降低噪声。但径向游隙较小的轴承要求两轴承室之间具有较高同心度的壳体和端盖，并且对转子同轴度的要求有所提高。

同时，润滑脂的质量也是影响噪音的主要原因。噪音与润滑脂的粘度有关。测试表明，噪音随着粘度的增加而降低。但粘度增大到一定值后，噪声反而增大。这是因为油膜对振动有影响。粘度高，噪音低，但粘度太高时，转动时会有搅拌声。

安装误差对轴承噪声的影响。如果轴承安装误差超过某一临界值，轴承噪声将急剧增大，临界角随着轴承径向游隙的减小而减小。图1所示为不同径向游隙的单列内轴承安装误差角与噪声的关系。

3、电磁噪声

作用在电机定子和转子之间气隙中的交变电磁力会引起电机定子和转子的振动和噪声。由于气隙磁场不仅包含基波，还包含一系列高次谐波，这些磁场的相互作用会产生周期性力。基波和高次谐波电磁力都会引起振动和噪声。

电磁声的频率分布大多在100-4000Hz之间。振动和噪声的强度与电磁力的大小和定子、转子的刚度有关。当激发振动的电磁力与振动部件的固有频率相匹配时，就会发生共振，振动和噪声也会显着增加。电磁力具有径向分量和切向分量。电磁力的径向分量在引起电机振动和噪声方面起主要作用。它导致定子铁芯径向振动。径向振动产生的噪声是电机电磁噪声的主要成分。当使用单槽转子冲切板材时，槽引起的噪声成为电磁噪声中最重要的部分。电机运行过程中，奇数槽转子铁心周期性地受到单向磁拉力的变化。其原因可以用图1来解释。

图(a)中，上磁极弧覆盖了三个转子槽，而下磁极弧仅覆盖了两个转子槽。此时，上磁拉力大，下磁拉力小，导致定子铁芯向上运动。趋势。当转子旋转半个槽距时，如图（b）所示，下磁极弧覆盖了三个转子槽，而上磁极弦仅覆盖了两个转子槽。此时磁拉力开始产生。下部磁拉力大，上部磁拉力小，因此定子铁芯有向下移动的趋势。因此，在转子旋转过程中，定子铁芯周期性地上下振动。同样，转子受到周期性变化的单向磁拉力，从而引起转子振动。

当采用偶数槽的转子时，不会出现上述情况，但转子旋转时槽位置发生变化，导致气隙中产生脉动磁场，也可能引起振动。

根据以上分析，产生的电磁噪声的频率

式中：Z —— 转子槽数

在电磁噪声中，除了上述原因引起的噪声外，由于电流中的高次谐波分量而在定子和转子气体中产生的谐波磁场也会产生不均匀的扭矩，引起振动和噪声。

噪声识别方法

1. 断电方法

利用电磁噪声随磁场强度、负载电流大小、转换电平变化的特性，对电机空载运转听一段时间后突然断电。当电源被切断时，部分噪音会立即消失。这是电磁噪声。停电后电机因惯性继续运转而产生的噪声为机械噪声。重复几次以获得确认。

2、改变电压法

当电源电压迅速下降到一定限度（转速没有明显变化）时，如果电磁噪声是电机噪声的主要部分，那么它会随电压变化较大，而其他噪声则基本保持不变。

3. 目前的测试方法

如果定子绕组不对称或内部断相或匝间短路，就会造成三相电流不平衡；如果转子笼破损或绕线电机三相转子不对称，定子电流就会波动，可用于识别电磁噪声。

4.拖动方式

使用低噪声电机驱动被测电机旋转，并升降碳刷数次，以识别碳刷噪声的影响。

5、零件拆卸

对于特性稳定的气动噪声，可通过拆下风扇（小型电机）或外置鼓风机（大中型电机）前后的噪声变化来识别。另外，还可以通过更换不同外径、类型的风扇，区分不同转速下的噪音差异来识别风扇噪音。

噪声控制方案

1、合理设计电机结构

(1)正确选择风机材质和结构：对于单向旋转的高速电机，可选用流线型后倾式离心风机。对于离心风机来说，带止逆环的离心风机的噪声比不带止逆环的低；另外，盆式风扇的噪音比叶片风扇低；铝制风扇的噪音比尼龙风扇低。

(2)改善风路：增大风扇外缘与风扇罩或端面内腔的间隙，排除风道内的障碍物，使气流方向顺畅，改善噪音。

(3)定子绕组采用合理的短节距。

(4)异步电机转子采用相对倾斜的双滑槽结构，减少轴向力；直流电机采用不均匀气隙。交流电机采用磁性槽楔，不仅可以减少谐波损耗，提高效率，而且可以减少谐波磁场引起的电磁噪声。

(5)当电机在使用中产生“扫频”时，可适当增大气隙，以降低气隙磁密度。当电机功率有余量时，可对转子圆周部分进行机械加工，以增大气隙，消除高次谐波引起的噪声。但在降低空载电流的同时，空载电流会增大，功率因数会提高。减少。

(6)适当控制轴承滚动面的波纹、凹坑、粗糙度和径向间隙。

(7)提高换向器表面加工精度和光洁度，减少电刷噪声。

(8)增加机座的刚度和平衡性。如有必要，可使用水平仪检查地基的水平度；目视检查电动机与被拖动机械的安装角度是否合适。

2.确保优良的装配工艺

(1)选用优质轴承。轴承与转轴或轴承与轴承座的配合要适当，控制好轴承热套的温度和时间。

(2)转子动平衡不良是产生机械噪声的主要原因。因此，必须提高转子动平衡检验的精度，尽量减少偏心的影响，保证电机安装时联轴器的同心度。

(3)轴承润滑脂应型号合适、无杂质。轴承内腔的润滑脂涂抹量应为轴承室内部空间的1/3-2/3。

(4)不同类型的轴承必须根据其安装工艺的要求进行安装。原则上不允许采用用铜棒敲打轴承的方法，否则会因轴承内圈受力不均匀而损坏轴承。采用热套法装配轴承时，必须事先仔细检查轴承与轴颈的配合尺寸。由于热套和冷套不同，轴承热套时不易检测轴颈与轴承之间的配合公差和过盈量。学历是否合适。轴承热套后，不得移动电机或装配其他附件，防止轴承移位。

审稿人：李茜