[推荐]浅谈气隙对电机电磁噪声的影响及解决办法_湘电集团有限公司_湘潭电机股从限公司

噪声已同水污染、大气污染一并被列为三大公害。在异步电机中，由于定、转子电流在空气中形成的谐波磁场相互作用产生的电磁力波，从而引起铁心轭部振动，并引起机座随之振动，迫使周围空气振动而产生电磁噪声。电磁噪声与气隙中定、转子磁场之间相互作用面产生的径向力、电机构件的动态响应及电机表面的声辐射特性有关，电机电磁噪声是影响电机质量的重要因素，长期以来如何降低电机电磁噪声是技术人员重点关心的问题之一。产生电磁噪声的原因十分复杂，解决的办法也各不一样，本文我与大家共同探讨气隙对电机电磁噪声的影响及解决的办法。
首先，气隙对电磁噪声产生影响的原因有两个：一是在设计中产生的影响。设计时气隙磁密Bδ设计过高，因为径向力波幅值与Bδ2成正比，而气隙中的径向力波是产生电磁噪声的主要根源。二是，在制造过程中产生的影响。在制造过程中电机机座、定子铁心的变形造成定、转子的不同心导致电机在通电后产生单边磁拉力噪声和齿谐波噪声。
其次，气隙对电机电磁噪声的解决办法从三个方面来分析。
第一降低气隙磁密。由于径向力波幅值与Bδ2成正比，所以降低Bδ可以降低电磁振动、噪声。当Bδ由Bδ1降至Bδ2时降低的噪声为
△L=40lg(Bδ1/ Bδ2) [dB(A)]
△L的计算值与实测结果间的误差和初始值Bδ1的大小及电机磁路的饱和程度有关。我们做过这样的实验：一台YZTD225L-4/8/32塔机电机，在50Hz时做噪声试验，其结果是4/8极为70[dB(A)]、32极为82[dB(A)]。我们用变频器把电源的频率提为55Hz做噪声试验，其结果是4/8极为69[dB(A)]、32极为72[dB(A)]。通过电磁计算，50Hz时4极Bδ为0.68T、8极Bδ为0.67T、32极Bδ为0.64T；55Hz时4极Bδ为0.65T、8极Bδ为0.64T、32极Bδ为0.53T。从以上数据分析说明，电机的气隙磁密初始值的饱和程度与噪声关系非常大；同时也说明，同一台多速电机在不同极数情况下的气隙磁密的饱和程度值也是不一样的。另外磁密的饱和程度与所用电工材料有关，如同一型号的电机分别用50W470和50WW800的冲片，它的噪声也是不一样的，特别是对极数较高的电机影响较大。所以上述公式只是一个参考，它可以提示设计者在电机的使用部门对噪声提出苛刻要求时，尽可能选取低的Bδ，同时Bj、Bt也不能过高，否则会起到推波助澜的作用。
第二增大气隙δ，减小气隙的不均匀度。适当地加大气隙可以减小谐波的幅值，减小气隙不均匀度，并能使径向力波的幅值降低。δ由δ1增至δ2后降低噪声值△L可由下式计算：
△L=40lg(δ2/δ1) [dB(A)]
由上式计算的△L与初始值δ1有关，故与实测结果相比往往有误差，但作为定性分析是完全可以的。在制造过程中气隙的不均匀度对不同极数电机噪声的影响是不一样的。我们做过这样的实验，一台YZTD225L-4/8/32的电机，在制造过程中发现气隙变形有0.2mm，这时电机的噪声在4/8极为70[dB(A)]、32极为90[dB(A)]。之后我们把电机拆开再以机座止口定位光车定子铁心内圆(擦刀车0.2 mm)，然后装机做试验，这时测得电机噪声在4/8极为68[dB(A)]、32极为82[dB(A)]。从这两组数据我们不难看出气隙的不均匀度对低转速电机的影响较大。减小气隙不均均度是制造问题，应该在加工时严格按图样要求加工，并增强定子的结构刚性。
第三加均压线。对于每相并联支路数大于1的电机，从理论上来讲各支路感应电势是严格相等的，即结构严格对称，电磁也严格对称，支路间不可能产生环流。但实际情况下由于工艺、装配原因不可避免地会产生电、电磁方面的不平衡、不对称，从而导致支路间产生了环流，这样我们就有必要将定子绕组中理论上的等电位点用导线连接起来，强迫其等电位，让环流无法产生，中间这根连接线就叫均压线。下面以96槽32极单层绕组电机A相为例来看均压线的效果。我们做过这样的对比试验，把一台低速极电磁噪声很大的YZTD225-4/8/32电机抽出来进行32极噪声测试，其结果为88[dB(A)]，然后我们把这台电机低速极的绕组连线打开，加上均压线，再进行32极噪声测试，其结果为71[dB(A)]，将噪声指标提高了3个等级，效果十分理想。这个方案的唯一不足就是整形工艺较为复杂，定子绕组引接线较多。
针对气隙对电机噪声的影响及解决方法的分析和阐述，我们对电机的噪声控制，不同的生产条件及不同规格的电机，采取的方法也有所不同，因此我们应在电机设计阶段对噪声进行充分的分析研究；在生产过程中保持工艺的稳定性，并在实践中不断总结对比。只有这样我们才能很好的避免气隙对电机电磁噪声的影响，从而达到提高产品质量的目的。

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