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如何降低振动电机噪音的研究 13072687456

发布时间:2017/08/10 点击量:

    随着现代生活的发展,噪声的影响越来越受到重视,而振动电机是产生环境噪声的主要因素之一,因此降低电机的噪声成为重要的研究课题。振动电机的电磁噪声是噪声的主要组成部分,它不仅影响电机的可靠性运行,而且很大程度上影响人们的日常生活。预测电机的噪声,需要考虑定转子两方面的因素,研究电机定子模态以及定转子槽配合具有很重要的理论意义和实用价值。国内外的专家学者对各类电机的噪声和振动问题,进行了较广泛的研究。本文针对某振动电机,利用ANSYS软件对电机的定子结构建立模型进行分析,以及通过公式计算电机定子的固有频率,并将两者比较;同时分析定转子槽配合对电机噪声的影响。为抑制电机噪声提供了理论依据,为振动电机的技术进步提供一定的参考价值。

1振动电机定子的模态分析

1.1定子冲片模态计算分析

    多年来,在计算定子固有频率的理论公式中,都存在不同程度的不足,没有较为准确全面的定子模态分析计算方法。在模态分析的过程中,可以忽略定子绕组对定子固有频率的影响。要考虑包括机座、外壳在内的影响因素,因为振动电机定子铁心都压入机壳中,增加了定子铁心的质量和刚度。很多文献针对振动电机的定子、转子、外壳等分别进行分析研究,得出不同的定子模态频率。本文考虑外壳对固有频率的影响,假设定子铁心与外壳的刚度并联,则总的刚度、质量分别为其刚度和质量相加,其定子铁心的固有频率计算公式。

2定子冲片模态仿真分析
    在定子模态分析中,固有频率的计算一般可认为是无阻尼自由振动。在电机的定子振动中,电磁力作用在定子铁心表面产生振动与噪声。定子振动中以径向振动为主,而且定子铁心具有各向同性特性,所以对定子冲片采用ANSYS的二维模态分析方法。电机主要受到作用于定子上的电磁力的激励,产生了噪声和振动,并且以径向振动为主,因此对电机定子冲片采用二维模态分析,能够反映电机的振动模型。

3试验数据

    在对电机进行测试时,将电机安放在半消音室测试平台上,上部悬挂一个半球状的测声装置,对电机各个测试点进行测试,求得其平均声压级。针对相同定子不同转子槽数的电机,其中一个为44槽转子的电机,另一个为38槽转子的电机,测得其声压级,进而分析转子槽数对其噪声级的影响。试验结果给出了不同测点及50/60Hz下的噪声值。不同的转子槽数可以影响电机的整体噪声级。其中44槽转子的电机比38槽转子电机的噪声级低,说明在相同定子下,44槽转子与其定子在槽配合上比38槽的噪声级更低,不同槽配合下电源频率对噪声影响较大。

4结语

    针对振动电机的噪声,利用软件及试验方法,分别分析定转子对噪声的影响。得出结论:

    (1)在电机产生共振的频率段内会产生较大的噪声,所以在电机的设计过程中,尽量避免定子固有频率与力波频率相近的频段。通过定子模态分析,可以得到其固有频率和模态数。通过其与力波频率及力波阶次的比较,可以有效避免电机共振的发生。

    (2)不同的转子槽数会导致电机整体噪声级的不同。在相同定子情况下,44槽转子的电机比38槽转子电机的噪声级低,不同槽配合下电源频率对噪声影响较大。

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