電機噪聲產生的因素及鑒別方法

海志民　海玲　海燕　韓育婷　陳正強

【摘 要】在現代工業生產中電機扮演者舉足輕重的作用，在日常設備巡檢時我們會發現運行中的電機發出各種異音，而這種長時間“異音運行”狀態嚴重威脅著電機的安全運轉，為了及時發現并消除異?，F象我們必須詳細了解電機制造、裝配工藝，準確識別識別出主要的噪聲源。

【關鍵詞】電機噪聲；鑒別方法；降噪方法

0 引言

我從事了十年的電機維修工作，現將有限維修經驗與大家分享。一般電機噪聲來源可分為機械噪聲、電磁噪聲、空氣動力噪聲等。

1 噪聲來源

1.1 機械噪聲

電機定轉子摩擦、動平衡破壞、軸承及軸承套磨損以及電機本體共振形成機械噪聲。詳細產生原因如下：

（1）軸承損壞或裝配不良，電動機轉動時用聽音棒一頭放在軸承端蓋上，另一頭用手指頂住放在耳垂處聽軸承轉動聲音是否均勻、有無周期性的“咕隆、咕隆”聲，如有異音說明軸承有問題，一般為軸承嚴重缺油、油中有雜質、產品質量不合格或軸承磨損造成。對于大型高壓電機如電機軸承裝配不到位、軸承套磨損、軸承鎖緊螺母松動都會造成軸承發出異音。（2）電機轉子動平衡破壞，轉子不平穩或轉軸彎曲引起轉子振動，同時使機座發生振動產生噪音。（3）定、轉子鐵心松動。（4）定、轉子間氣隙不均勻導致相互摩擦。（5）新繞制的電機，相間絕緣紙或槽突出于槽口外與轉子相擦。（6）構件（端罩、風罩、出線盒蓋等）振動。（7）鐵心松散或片間短路、槽齒損壞。（8）風扇與風罩相擦或風扇不平衡、風吹松動。（9）機內有雜物，異物進入電動機內。（10）聯軸器連接松動。（11）軸承安裝不良或軸承損壞。（12）緊固件松動。（13）碳刷換向器間相擦。（14）地基不平或安裝不好、地腳固定不穩，安裝時，電機沒找正（或找正不好），電動機軸與機械負載軸不同心。

1.2 電磁噪聲

電機氣隙中的交變磁場引起定子、轉子和整個電機結構和振動產生的一種低頻噪聲為電磁噪聲。電磁噪聲主要是由于氣隙中的磁場（包括基波磁場和各種高次諧波磁場）產生周期性變化的徑向力或不平衡的磁場力使定、轉子鐵芯產生磁滯收縮和振動引起的，電磁噪聲約占電機噪聲總量的20%。具體原因如下：

（1）定、轉子槽配合不當，鐵芯疊壓不緊。（2）定、轉子長度配合不好（相差太多）。（3）轉子鐵心的徑向振動。（4）繞組節距不對。（5）轉子槽斜度不夠。（6）某一極相組中線圈接反。（7）并聯繞組中有支路斷路，定子繞組不對稱或匝間短路。（8）籠型轉子的籠條開焊或斷開。（9）電壓、頻率變化大。電壓嚴重不平衡、頻率過高引起電磁聲音增大。

1.3 空氣動力噪聲

電機轉動時，風扇和轉子上某些凸出部位使空氣產生沖擊和摩擦形成空氣動力噪聲。它隨風扇和轉子圓周速度的增高而增大。風扇旋轉形成一個寬頻帶的連續噪聲，在此項噪聲中所占比重較大（尤其是轉速在1500r/min以上的高速電動機）。風扇噪聲強度決定于風扇（葉片角度、寬度、電機轉速）、進出風口和風道設計不當引起?？諝鈩恿υ肼暤闹饕糠?，約占75%。

2 噪聲鑒別方法

2.1 斷電法

利用電磁噪聲隨磁場強弱、負載電流大小以及轉換高低而變的特征，對空載運行的電動機靜聽一段時間后突然切斷電源，隨著電源的切斷部分噪聲會立即消失，此為電磁噪聲。停電后電機借慣性繼續運轉產生的噪聲則為機械噪聲。反復數次以期得到確定。

2.2 改變電壓法

將電源電壓急速下降至一定限度（轉速無較大變化）時，如果電磁噪聲是電機噪聲的主要部分，則會隨電壓變化很大，而其他噪聲基本不變。

2.3 電流測試法

若定子繞組不對稱或內部斷相、匝間短路，則三相電流不平衡；若轉子斷籠或繞線式電機轉子三相不對稱，則定子電流有波動，以此來鑒別出電磁噪聲。

2.4 拖動法

用低噪聲電動機拖動被試電機旋轉，提起及放下碳刷數次，可鑒別出碳刷噪聲的影響。

對于空氣動力噪聲具有穩定的特征，可以通過取下風扇（小型電動機）或外鼓風機（大、中型電動機）前后噪聲變化的情況來鑒別。另外，更換不同外徑和型式的風扇，在不同轉速下區分噪聲的差別，也可鑒別出風扇噪聲。

3 噪聲的控制

3.1 合理設計電機的結構，減少噪聲

（1）正確選用風扇材質和結構：單項旋轉的高速電動機，可采用流線型后傾式離心式風扇，對離心式風扇，帶倒向環的比不帶倒向環的噪聲低；此外，盆式風扇比大刀式風扇噪聲低；鋁質風扇比尼龍風扇噪聲低。

（2）改進風路：加大風扇外緣與風扇罩或端面內腔間隙，取消風道中的障礙，使風流方向平滑，可改善噪聲。

（3）定子繞組采用合理的短矩。

（4）異步電動機轉子采用相對傾斜的雙斜槽結構以減少軸向力；直流電動機采用不均勻氣隙。交流電動機采用磁性槽楔，不但可以減少諧波損失提高效率，還可以減少由諧波磁場引起的電磁噪聲。

（5）使用中的電機產生“掃膛”時，可適當增大氣隙以減少氣隙磁密。當電機功率有裕量時，可將轉子圓周車去一部分，以增大氣隙，消除高次諧波引起的噪聲，但在減小的同時，增大了空載電流，并使功率因數有所降低。

（6）適當控制軸承滾動面的波紋、凹坑、粗糙度及徑向間隙。

（7）提高換向器表面加工精度和光潔度以減少電刷噪聲。

（8）增加機座剛度及平衡度，必要時可用水平儀做一下地基的水平；目測一下電動機安裝角度與拖動的機械是否合適。

3.2 確保裝配工藝精良

（1）選用高質量的軸承。軸承與轉軸或軸承與軸承座之間的配合應適當，并控制好軸承熱套時的溫度及時間。（將軸承加熱至100℃左右，非密封軸承可在機油中煮5min左右，當內圈脹大后，迅速將軸承套入軸頸上，待軸承冷卻收縮后，軸承內圈便會緊緊地固定在軸頸上。對于密封式軸承，因內部已涂滿潤滑脂，不要用油煮加熱，可用電加熱法將軸承均勻加熱后套入軸承上。我公司現全部采用電動軸承加熱器進行加熱）

（2）轉子動平衡不好是產生機械噪聲的主要原因，所以要提高轉子的動平衡檢驗精度，盡量減少偏心的影響，保證電動機安裝時聯軸器的同心度。

（3）潤滑油選用合適且無雜質。潤滑脂的粘度大，噪聲低。但粘度過大時，會有攪拌聲。潤滑脂充添量對于非密封式軸承，要在軸承內塞滿潤滑脂，潤滑脂可由軸承的一端擠入，由軸承的另一端擠出，使潤滑脂填充在軸承內，兩端用手指抹平即可。軸承蓋內腔所涂的潤滑脂量應為軸承室內部空間的1/3—2/3為宜。

（4）不同種類的軸承需按其安裝工藝的要求安裝軸承裝配原則上不允許采用銅棒擊打的方法，否則會由于軸承內圈受力不均損傷軸承。采用熱套方法裝配軸承時，事先要仔細檢查軸承與軸頸的配合尺寸，因為熱套與冷套不同，熱套時套入軸承的過程中，不易發覺軸頸與軸承的配合公差和過盈程度是否適宜。軸承熱套后不應移動電機或裝配其他附件以防止軸承移位。

（5）裝配電機聯軸器前必須測量其與軸徑的配合尺寸（一般過盈配合=0），同時檢查轉軸端鍵槽與鍵的配合緊度以防止電機轉動后因鍵松動產生噪音。

3.3 其它減噪方式

（1）容量超過10MW，轉速超過1000r/min的大容量高速電動機，采用剛性的隔離罩（內表面粘貼吸音材料）將電機罩起來，是最有效的減噪辦法。

（2）在產生氣流噪聲最強的部分加裝有對氣流的阻力小，不影響電機散熱和裝卸方便的消聲器。

（3）搬運中避免機座遭受機械撞擊。

（4）電動機是從電源吸收電能，轉換成機械能再從軸上輸出，所以電網中采取動態無功補償和濾波裝置，使電源中的諧波分量符合規范要求，提高供電質量，保證電壓、頻率合格，三相電壓平衡，以控制電機噪聲。

（5）電動機運行時軸承蓋不應打開；保持電動機的清潔；定期更換潤滑油；經常清潔換向器表面以保持其良好的潤滑接觸。

4 結論

以上主要介紹了電機噪聲來源及因素并提出了一些控制電機噪聲的措施，作者相信這對降低電機噪聲、保證設備安全會產生極大作用。

【參考文獻】

[1]顧軍富.降低電機噪聲的工藝措施探討[J].中國高新技術企業，2010，27：89-90.