噪聲通常伴隨振動(dòng)，過度振動(dòng)會(huì)損壞其他設(shè)備。振動(dòng)和噪聲的水平反映了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的水平，并且是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)?，F(xiàn)在人們已經(jīng)普遍認(rèn)識(shí)到降低噪音的重要性。電機(jī)設(shè)計(jì)，制造和操作人員需要更多有關(guān)電機(jī)噪聲的知識(shí)。例如，有必要弄清楚電動(dòng)機(jī)噪聲是如何產(chǎn)生的以及與之相關(guān)的因素。希望應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段就預(yù)測(cè)電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行過程中產(chǎn)生的噪聲，并且應(yīng)該知道降低噪聲的方法。
電磁噪聲是由電磁場(chǎng)的交替引起的，從而導(dǎo)致某些機(jī)械零件或空間體積振動(dòng)。對(duì)于電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，不穩(wěn)定的電源還會(huì)激勵(lì)定子振動(dòng)并產(chǎn)生噪聲。電磁噪聲的主要特征與交變電磁場(chǎng)的特征，強(qiáng)制振動(dòng)部件的大小和形狀以及空間有關(guān)。高頻電磁噪聲也稱為電磁嘯叫。機(jī)械振動(dòng)噪聲通常是多個(gè)激勵(lì)源疊加在一起的綜合效果。每個(gè)振動(dòng)模式都有一個(gè)振動(dòng)頻率，它是自然頻率。當(dāng)外部激勵(lì)激發(fā)某種結(jié)構(gòu)模式，并且激勵(lì)頻率接近該模式的固有頻率時(shí)，就會(huì)發(fā)生共振。
一、電磁噪聲的原因分析
電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，氣隙中會(huì)存在一個(gè)基本磁場(chǎng)和一系列諧波磁場(chǎng)。這些磁場(chǎng)相互作用以產(chǎn)生切向力，從而產(chǎn)生切向電磁轉(zhuǎn)矩，并且還產(chǎn)生隨時(shí)間和空間變化的徑向力。
通常，在電動(dòng)機(jī)的氣隙中存在各種時(shí)間和頻率的旋轉(zhuǎn)徑向電磁力波。每個(gè)徑向力波分別作用在定子和轉(zhuǎn)子鐵芯上，導(dǎo)致定子鐵芯，框架和轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向變形，該變形隨時(shí)間周期性變化，即發(fā)生振動(dòng)。振動(dòng)頻率是力波作用的頻率。因?yàn)檗D(zhuǎn)子鐵心非常剛性，并且產(chǎn)生的振動(dòng)量很小，所以通常僅考慮定子鐵心和框架的振動(dòng)。電磁噪聲主要是由定子振動(dòng)引起的周圍空氣脈動(dòng)引起的空氣傳播噪聲。
徑向力波的階數(shù)越低，鐵芯彎曲變形的兩個(gè)相鄰支點(diǎn)之間的距離越遠(yuǎn)，鐵芯的剛性越低，徑向變形越大。定子鐵心的變形大約與力波階的四次方成反比，并且與力波振幅成正比。因此，具有較大幅度的低階徑向力波是電磁噪聲的主要來(lái)源。另外，應(yīng)該特別注意。是的，核心和框架都有一定的固有頻率。當(dāng)徑向力波的頻率接近或什至等于固有頻率時(shí)，將發(fā)生共振。這時(shí)，鐵芯的振動(dòng)和輻射噪聲將大大增加。
由于基波磁場(chǎng)振幅大，如果沒有基波磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)將無(wú)法工作，因此不可避免地會(huì)產(chǎn)生倍頻噪聲。但是，由于力波的頻率較高（2極電機(jī)除外），較低的頻率和較低的噪聲輻射效率，因此，除了具有較高功率的2極電機(jī)以外，倍頻噪聲通常較小。
二、電機(jī)主要噪聲源有多少種類型？
一般而言，由變頻器控制的驅(qū)動(dòng)電機(jī)振動(dòng)的原因可以概括為以下四類：
?。?）電磁噪聲
電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)相互作用會(huì)產(chǎn)生電磁力波，該電磁力波會(huì)隨時(shí)間和空間而變化。這種電磁力波將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)定子和殼體振動(dòng)。定子和殼體的振動(dòng)繼而引起周圍空氣的振動(dòng)，從而產(chǎn)生電磁噪聲。特別是當(dāng)電磁力波的空間階次和頻率接近定子結(jié)構(gòu)的模態(tài)形狀和頻率時(shí)，會(huì)引起嚴(yán)重的共振。
?。?）機(jī)械噪音
驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械噪聲通常是由偏心率（靜態(tài)偏心率，動(dòng)態(tài)偏心率，混合偏心率，定子和轉(zhuǎn)子尺寸加工精度差等）以及在制造和組裝過程中產(chǎn)生的軸承噪聲引起的。由于溫度過度升高，負(fù)荷過大，潤(rùn)滑不良和安裝不當(dāng)而導(dǎo)致軸承產(chǎn)生異常噪音，從而加劇了軸承噪音。
?。?）空氣動(dòng)力噪聲
空氣動(dòng)力噪聲主要由使用風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生。風(fēng)扇葉片的高速旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致周圍的空氣產(chǎn)生渦流干擾和周期性的脈動(dòng)，從而導(dǎo)致攪動(dòng)的氣流與散熱肋片，緊固螺栓和其他突出的障礙物碰撞并產(chǎn)生噪音。為了減小空氣阻力，高速運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)通常不使用突出的緊固螺栓和散熱肋，因此在驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域中空氣動(dòng)力學(xué)噪聲不明顯。
?。?）開關(guān)噪音
由控制器的開關(guān)頻率引起的一系列電流諧波，以及與氣隙磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的力波作用在定子上，產(chǎn)生高頻振動(dòng)噪聲。開關(guān)噪聲與其控制直接相關(guān)。使用rPWM可以很好地降低開關(guān)噪聲。
三、電機(jī)電磁噪聲識(shí)別方法
1，突然掉電的方法。由于機(jī)械慣性比電磁過渡過程慢得多，因此功率突然中斷而不受電磁因素的影響，此時(shí)電機(jī)速度幾乎保持不變。如果此時(shí)電機(jī)噪聲突然消失或顯著降低，則可以得出結(jié)論，噪聲是由電磁原因引起的。
2，改變電壓方式。由于異步電動(dòng)機(jī)的速度不會(huì)隨電壓變化很大，因此，當(dāng)電壓變化時(shí)，機(jī)械噪聲和通風(fēng)噪聲基本不變，但是電磁噪聲隨電壓變化很大。
3，拖動(dòng)方法。低噪聲電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)被測(cè)噪聲電動(dòng)機(jī)。如果此時(shí)噪聲降低或消失，則表示正在驅(qū)動(dòng)的電機(jī)噪聲是電磁噪聲。
四、電磁噪聲的計(jì)算方法
電磁噪聲是電動(dòng)機(jī)的主要噪聲源之一。在多極電動(dòng)機(jī)或通風(fēng)噪聲低的電動(dòng)機(jī)中，電磁噪聲更為突出。通常，它隨著電動(dòng)機(jī)功率的增加而增加，并且在負(fù)載下噪聲也會(huì)增大根源。該噪聲與電動(dòng)機(jī)的電磁設(shè)計(jì)參數(shù)密切相關(guān)。如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，電磁噪聲將非常明顯，并且有可能成為超越其他噪聲的主要噪聲源。因此，研究電動(dòng)機(jī)電磁噪聲的原因，電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)與電磁噪聲之間的關(guān)系以及電磁噪聲的計(jì)算方法對(duì)設(shè)計(jì)階段電動(dòng)機(jī)噪聲的預(yù)測(cè)和控制具有重要意義。
