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气隙偏心对电磁噪声的影响

气隙偏心对电磁噪声的影响第卷 2O 45 篙第61 期) (ExPL0s10N～PRo0F ELECTRIC MACHINE) 爆'龟札第卷(总第57期) (EXPL0S10N～PRO0F ) r l艺气隙偏心对电磁噪声的影响郑海荣江苏锡安达防爆股份有限公司，江苏无锡(214178) 摘要主要从理论上分析计算了电机气隙偏心对电磁噪声产生的影响，针对这样电磁噪声提出几种降低电磁噪声的方案，仅供技术人员参考。关键词气隙偏心；电磁噪声；方案中图分类号 TM313 文献标识码 A 文章编号 10...

第卷 2O 45 篙第61 期) (ExPL0s10N～PRo0F ELECTRIC MACHINE) 爆'龟札第卷(总第57期) (EXPL0S10N～PRO0F ) r l艺气隙偏心对电磁噪声的影响郑海荣江苏锡安达防爆股份有限公司，江苏无锡(214178) 摘要主要从理论上分析计算了电机气隙偏心对电磁噪声产生的影响，针对这样电磁噪声提出几种降低电磁噪声的方案，仅供技术人员参考。关键词气隙偏心；电磁噪声；方案中图分类号 TM313 文献标识码 A 文章编号 1008-7281(2010)06-0038-03 Influence of Air—Gap Eccentricity on Electromagnetic Noise Zheng Hairong Abstract This paper mainly analyzes and calculates the influence of air--gap eccen-- tricity on electromagnetic noise theoretically and presents some schemes to reduce this kind of electromagnetic noise．It is only the reference for technical personne1． Key words Air-gap eccentricity；electromagnetic noise；scheme． 0 引言电动机是工农业和日常生活领域中应用十分广泛的一种设备，因此性能优越的低噪声电动机，具有广泛的发展前景。本文着重分析介绍了气隙偏心对电磁噪声产生的影响，并提出了几点解决措施。 1 气隙偏心产生的电磁噪声某些交流电动机在个别频谱成分中出现较高的噪声级，这可能是由于转子在定子内孔中偏心 (不动偏心)或者转子铁心相对轴线的偏心(旋转偏心)引起的。通常不动偏心是由于电动机装配不精确引起的，旋转偏心是由于在加工轴上装配的转子铁心外圆时精度不良引起的。在有气隙偏心的情况下，如图 1所示 6 为气隙偏心值，无论是不动偏心还是旋转偏心的气隙数值都可用下列公式表示 6=6 一 COS(0一W ) (1) 式中，6 一均匀气隙；3e一偏心值；一角坐标； W 一角频率。 38 图 1 气隙偏心在不动偏心时角频率W 等于零。心时等于转子旋转速度的数值 (1-s) 偏心时的气隙磁导在旋转偏 (2) A( )= × 1 (3) 式 =最，：： } (4 kc一考虑定子齿。和转子齿的卡氏系数。式(3)的乘数分解为傅立叶级数，在这些分解式中仅限于取第一项，则得磁导 a(o， ) ×[ +8 c。s( 一 e )] (5) 基波合成磁动势 fo( ，t)=Focos(p0一W1t一。，) (6) W．kw．． Fo=1．35× ■×，0 式中，p一基波极对数；W 一相对定子的基波旋转角速度；kw 一基波绕组系数；一向量图中的电流和相角。异步电动机的电流和相角见图2。式(5)和式(6)相乘得最强的磁场谐波 b = 。 c0s[(p±1) 一 w。± 。)tl (7) 对于高次谐波用类似的方法得爆1龟扎 (ExPLosIoN—PRooF ELEcTRIc MAcHINE) 第45 蓁期) 6 =B 等c。s[( ±1) 一( 士。)f] b = 等cos[( ±1)0一( ±∞ ) ] (8) 式中，一转子次谐波旋转角速度；一定子绕组磁动势谐波次数； —转子绕组磁动势谐波次数。由式(7)和式(8)可见，有偏心时，除正常运行产生的磁场外，还产生具有如下极对数的附加磁场 P±1， ±1，tz±1 角频率：(W1±W。)，(W ±W ) 而幅值正比于相对偏心率占的一半。计算中通常只确定偏心作用的力，而不考虑绕组的阻尼作用，在这样的假定下，P±1， ±1， ±1次合成磁场的幅值等于 P±1= 。，B川=等， =等当极对数 P±1的磁场和基波极对数 P磁场相互作用时，可能产生一阶低频径向力 r=p±1-p= ±1 这些力的频率 W ： W 1± e— W l= ± ∞ e 即在旋转偏心时，这些力的频率等于转子转速的频率，不动偏心时等于零，～阶径向力幅值 Pl=( )。×等c m 在大型四极异步电动机中，这些力会表现的特别明显。用类似的方法求一阶高频力 p ，=(5旦0001／阻[5000) = ( )( )(kgf／cm2 当 r =／x±1± =r±1 而角频率W W ±W 可见，当没有偏心时出现零次 (r=0)和二次(r：2)力波的电机在有偏心时会产生(r±1)次一阶高频力。因此在电机设计时，消除次序r=0 和r=2的振动是遏制偏心产生高频噪声的方法。当r±1时，定子和转子上的总单边径向力 "trDilt( 等(kgf) 式中，一定子轭的平均半径；一有效铁心长。由径向力在电动机机壳上产生的振动， ]由如下方程式的解确定： + Y1wm—y2赤。P· Y1加m+Y3wM-y3 1 =0 式中，M，m一定、转子的质量；A ，A 一轴的弯曲柔度和隔振器的压缩柔度。由上式得 1／ 3- I-+ M一一 m ＼ m 广，nJ】I f 式中，zP= m一 1；z，一转子阻抗。 f． 2 I E 『图2 异步电动机相量图 2 解决气隙偏心产生电磁噪声的几种方案由于气隙偏心量的存在会产生高频噪声，要消除这些噪声，可采取以下方法：(1)加工时保证转子外圆的同心度，消除由于转子铁心相对轴线的偏心产生的旋转偏心。(2)通过调整转子来保证气隙的装配方法，采用先装配好转子再调整定子的方法，消除不动痛。具体方法是先将有绕组定子铁心置于机座内，再将转子、端盖、轴承等与机座装配好，以转子铁、为基准将定、转子铁心对齐，利用塞尺调出气隙，用氩弧焊将有绕组定子铁心通过过渡板固定在机座匕。(3)增大气隙，定转子间气隙长度增大，气隙磁导降低，故可降低气隙谐波磁场。任意两个谐波磁场相互作用产生的径向力约与气隙长度二次方成反比，因此气隙长度增大，噪声级可降低。当气隙长度由增大为时，相应的电砌噪声级变化近，、 4 似为厶一 =lOlgf O2 l (dB)。(4)根据转子外＼01／ ‘ 圆配车定子铁心。这种方法加工困难，同时会产生 39

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