电机噪音分析

一、实验背景随着工业和民用领域的不断发展，电机作为一种重要的动力设备，广泛应用于各个行业。

然而，电机在运行过程中产生的噪音问题日益突出，不仅影响设备的使用寿命，还严重干扰了人们的工作和生活环境。

为了解电机噪音产生的原因及规律，本实验对电机噪音进行了测量和分析。

二、实验目的1. 了解电机噪音产生的原因及规律；2. 分析不同工况下电机噪音的变化；3. 为降低电机噪音提供理论依据。

三、实验方法1. 实验设备：声级计、电机、实验架、测试架、频谱分析仪等；2. 实验步骤：（1）将电机固定在实验架上，并确保电机稳定运行；（2）使用声级计测量电机在不同工况下的噪音值；（3）使用频谱分析仪分析电机噪音的频谱特性；（4）对比不同工况下电机噪音的变化规律。

四、实验结果与分析1. 电机噪音产生的原因（1）电机本身的结构特点：电机内部存在大量的转动部件，如转子、定子、轴承等，这些部件在高速旋转过程中会产生振动，从而产生噪音；（2）电机运行过程中产生的电磁干扰：电机在运行过程中，电流和磁场的变化会引起周围空气的振动，进而产生噪音；（3）电机冷却系统：电机冷却系统中的风扇和散热器在运行过程中会产生噪音；（4）电机周围环境：电机周围环境的振动、噪声等因素也会对电机噪音产生影响。

2. 不同工况下电机噪音的变化规律（1）电机转速：随着电机转速的增加，噪音值也随之增大。

这是因为转速越高，转动部件的振动越剧烈，从而产生更大的噪音；（2）负载：电机负载越大，噪音值越高。

这是因为负载增加导致电机内部温度升高，转动部件的振动加剧；（3）环境温度：环境温度越高，电机噪音值越大。

这是因为高温环境下，电机内部部件的膨胀和老化程度加剧，导致振动加剧；（4）电机冷却系统：电机冷却系统中的风扇和散热器在运行过程中产生的噪音与转速、负载等因素有关。

3. 电机噪音频谱特性分析通过频谱分析仪对电机噪音进行频谱分析，发现电机噪音主要集中在低频段，频率范围在几十赫兹到几百赫兹之间。

电机噪音分析1引言噪声是由物体的振动产生的，再通过空气或其它弹性介质才能传播到人的耳朵。

它由很多杂乱无章的单调声音混合而成。

其中20Hz～20000Hz是人们耳朵可以听到的频率。

低于20Hz的波叫次声波，高于20000Hz的波叫超声波。

噪声直接影响人们的身体健康，太强或长时间噪声，会使人十分痛苦、难受，甚至使人耳聋或死亡。

噪声是现代社会污染环境的三大公害之一。

为了保障人民的身体健康，国际标准化组织（ISO）规定了人们容许噪声的标准，如表1。

表1每天最长工作时间（h）8 4 2 -噪声dB(A) 85 93 96 115(最大）电机是产生噪声的声源之一，电机又在家庭、商业、办公室以及工农医等行业广泛而大量地应用着，与人民的生活密切相关。

随着社会的进步，人们对污染环境的噪声提出了越来越高的要求与限制，尤其对与人们密切接触的家用电器更是如此。

这方面，先进国家尤其重视。

我国政府历来重视人民的健康，对限制噪声不遗余力。

表2是我国产品标准规定的部分家用电器的噪声限值。

表2我国部分家用电器的噪声限值dB(A）电冰箱（250升以下）洗衣机吸油烟机电磁灶吸尘器洗衣机镇流器空调器（2500W、分体式）52 75 75 50 84 72 35 45因此，尽量降低电机的噪声，生产低噪声的电机，给人们创造一个舒适、安静的环境是每个设计者与生产者的职责。

2电机噪声的分类根据电机噪声产生的不同方式,大致可把其噪声分为三大类:①电磁噪声；②机械噪声；③空气动力噪声。

3电磁噪声电磁噪声主要是由气隙磁场作用于定子铁芯的径向分量所产生的。

它通过磁轭向外传播，使定子铁芯产生振动变形。

其次是气隙磁场的切向分量，它与电磁转矩相反，使铁芯齿局部变形振动。

当径向电磁力波与定子的固有频率接近时，就会引起共振，使振动与噪声大大增强，甚至危及电机的安全。

根据麦克斯韦定律，气隙磁场中单位面积的径向电磁力按下式计算：式中：B——气隙磁密θ——机械角位移μ0——真空磁导率由于定、转子绕组中存在着主波磁势与各次谐波磁势，它们相互作用可以产生一系列的力波。

电机异响的原因及其处理方法
电机异响是指在电机运行过程中出现的异常噪音，可能会给设
备的正常运行和使用带来影响。

电机异响的原因有很多种，主要包
括以下几个方面：
1.轴承故障，电机轴承故障是导致电机异响的常见原因之一。

当电机轴承出现损坏或磨损时，会产生摩擦噪音，影响电机的正常
运行。

2.绕组故障，电机绕组出现断线、短路等故障时，会导致电机
运行时出现异常噪音。

3.转子不平衡，电机转子不平衡也是引起电机异响的原因之一。

当电机转子不平衡时，会引起电机振动，产生噪音。

4.电机叶片故障，在风机等设备中，电机叶片的损坏或变形也
会导致电机异响。

针对以上原因，我们可以采取一些处理方法来解决电机异响的
问题：
1.定期检查和维护电机轴承，及时更换磨损严重的轴承，以减
少电机异响的发生。

2.加强对电机绕组的维护和保养，及时修复断线、短路等故障，以确保电机的正常运行。

3.进行动平衡处理，对电机转子进行动平衡处理，以减少转子
不平衡引起的噪音。

4.定期清洁和维护电机叶片，及时更换损坏或变形严重的叶片，以减少电机异响。

综上所述，电机异响的原因主要包括轴承故障、绕组故障、转
子不平衡、电机叶片故障等，针对这些原因，我们可以采取一些处
理方法来解决电机异响的问题。

定期检查和维护电机，及时发现并
处理问题，是保证电机正常运行的关键。

希望以上内容对您有所帮助。

第二章 电机机械振动噪声的控制与改善本章主要对永磁微电机机械振动噪声的形成原理进行分析,对现有控制改善方法进行总结,进一步对现有生产的门镜马达存在的问题进行分析并提出控制和改善的方案,且采用试验方法以论证改良后的效果.2.1微电机机械振动噪声的形成原理分析2.1.1振动分析:在微电机中,转子应有四个自由度,一是绕轴的旋转自由度,二是轴向存在的间隙,还有两个是轴承径向存在的间隙.其中后两个间隙很小,通常只有几个微米.但由于这些因素的存在,即使是只有几微米的间隙,也影响着马达的振动噪声.(1)在N 、S 两磁极下产生的电磁力∑=n i Ni F 1与∑=n i Si F 1作用下,电动机转子产生旋转运动,旋转部件的每个单位质点受离心力作用,均产生一下径向旋转力矢.如图2-1,这些力矢合成后,大部分被相互抵消,没有被抵消的力矢,折算到电动机轴承A 、B 二端,分别为A F 和B F .这两个旋转力矢,持续作用在转子的轴承部位,引起受迫振动.振动通过轴承、端盖和铁壳,影响到整个电机产生振动与噪音.NF A ' F B ' 图2-1转子振动示意图(2)在马达内,电枢在轴向有一定的活动空间即间隙d,如图2-2所示,当电枢在旋转时,如电枢在该间隙内来回窜动,则会对轴承形成撞击,再传递到铁壳和端盖向外发出振动噪声.当马达内的垫圈以及定位圈的表面不平整,垂直度差时,以及磁场中心线设计不当时均易造成电枢窜动.(3)对马达两端轴承内孔而言,与电枢轴配合有一定的间隙,电枢在高速旋转时,由于电枢本身必定有一定的失平衡存在,且由于转子所受各种不同的电磁径向力,转子与轴承一动一静,两者间产生摩擦甚至是碰撞,严重时出现混沌运动,表现为复杂的震动,加重马达噪声.轴承与轴间的间隙配合情形可分为两种,一种为同心度差形成了轴向倾斜, 如图2-3,另一种为径向的碰摩,如图2-4.(4)电刷片振动分析:当电刷在换向器上高速滑动时,由于换向器表面并不十分光滑,而且换向片间存在槽隙,换向片间也存在跳动,故造成电刷的径向振动而产生噪声.其中换向器的圆度和片间跳动是影响噪声的关键因素.图2-3 轴孔配合示意图一图2-4 轴孔配合示意图二2.1.2影响机械振动噪声的原因:(1)转子不平衡产生振动;(2)转子产生轴向窜动;(3)电刷变形及换向器表面有伤痕引致转子受力不均;电刷压力不适;(4)轴与轴承摩擦产生噪声;(5)机壳端盖轴承加工精度差,中孔同轴度超差;(6)部件共振;(7)润滑油的影响;(8)操作工装的影响.(9)操作工人素质的影响2.2机械振动噪声的抑制和改善措施:在当前,对永磁直流微电机的振动噪声研究的结果,参见文献[1]、[2]、[3]、 [4],一般来说主要是控制以下几个方面的因素.(1)通过动平衡工艺,消除转子上不平衡的质量,将其有害振动压制在一定范围内.(2)控制转子在磁钢的位置,应保证轴向磁推力(或拉力)合适,并防止转子轴向窜动.(3)保证电刷无变形.增加适当的避震胶在电刷片上.(4)控制机壳与端盖轴承同心度,应严格于0.02mm以下,表面光滑无毛刺.轴承与机壳的同轴度控制在0.05mm以内.(5)当在轴承压入机壳和湍盖时,采用一根尺寸精度高的硬质合金芯轴,先把轴承套在芯轴上,然后再压进机壳或端盖的轴承室中.组合后会有一个较理想的间隙,且轴承内圈较平整.(6)提高支承转子的机壳和端盖的倔强强度,如加厚机壳和端盖的壁等.(7)含油滑动轴承含油量为18%以上.(8)改善提高总装工具的工序能力.(9)加强提高操作工人的技术水平和品质意识.2.3门镜马达机械振动噪声的分析和采取的抑制改善方法对于本文作者所在的德昌公司生产的门镜马达而言,马达噪声是目前要改善的重要项目.一些型号噪声制程能力(capability)的不足,已极大地影响了客户信心和马的生产.因此,需专门针对门镜马达的振动噪声作进一步的分析探讨,提出抑制改善方法.2.3.1门镜马达振动噪声的分析探讨在现有生产的门镜马达中,一些型号的噪声制程不足,受到了客户的投诉.对生产的取样及客户投诉的样板进行比较分析发现,这些马达噪声包含多种情况.一是马达运转时声音太大,dB(A)值超过规格;二是异常的声音,虽然此时运转声不大, dB(A)值未超过规格,但引致人耳听时感觉马达运转时声音较差,即声品较差,其中一种异常的杂声主要是电枢在马达内来回窜动撞击轴承引起的.因此对于门镜马达的噪声主要可以划分为两种情况,一种是声音大,另一种是存在不纯的杂声.其中以第二种尤为严重.主要是要对第二种情况进行改善.2.3.2电枢失平衡的关键因素及改善控制方法:在现有的门镜马达电枢结构中,芯片为三辨.电枢的失平衡会造成马达在运转时轴与轴承内孔的摩擦加剧产生碰摩,进而产生噪声.由电枢结构性决定它主要影响着1倍频、3倍频等低频段的强度.要降低马达的噪声,就须控制电枢的失平衡量.比较发现,影响电枢失平衡的主要因素主要集中在以下几个因素中:a)冲芯片时芯片本身引致的失平衡;b)电枢绕线时的排线;c)加焊圆形压敏电阻时引致的失平衡.1)对芯片厚度不均影响的改善:现生产的门镜马达均采用0.5mm厚硅钢片材料,铁芯厚度为5.930.050.0+-mm.在芯片生产工艺中,采用的是高速冲床,每一片芯片相对位置是不变的.当来料厚度出现偏差时,一般是来料中间部份厚度均匀,两边变薄,存在一定坡度,厚度变化有一定的规律性.受这些因素的影响,冲芯叠加时铁芯同样会出现在某一方位上出现厚薄,从而引致铁芯失平衡.如采用扭片的工艺,则可将芯片中失平衡质点分散在不同圆周角上.如图2-5所示,将芯片相互之间转动一瓣,即120度,由此可使原来处于相同位置的失平衡质点相互之间错开120度空间位置,每3次则形成一周,相互抵消,在一定基础上使质心回归中心位置,在一定程序上减少铁芯的失衡量.图2-5 扭片平衡示意图在现有的生产中,对于整个电枢而言,如采取每一芯片相互之间转动120度,则需转动18次,那对生产的效率将有较大影响.为提高效率,生产中原本采用每次扭转2片,现有更改为采用每次扭4片.通过研究电枢的总芯片数与扭片次数的关系,以及抵消失平衡的原理,可发现如下的关系:表2-1由此可以看出,采用单次扭转1,2,3,6片时,最终未中和抵消的片数均为0片,而单次扭转为4片时,未中和抵消的片数达到2至4片,单次扭转为5片时,未中和抵消的片数达到3片.由此看来在同样的效果中,采用单次扭转6片时,生产效率最高.采用试验测量单次扭转2、4、6片时的失平衡数作比较:型号:10918马达; 失平衡量测试机:HOEMANN HP7实验时采用同一条芯片来料进行扭片，其中单次扭片2片和4片采用扭片机进行，由于没有6片扭片机，故采用人手扭片代替。

电机振动噪音的原因及解决措施电机振动噪音的原因及解决措施一般评估电动机的品质除了运转时之各特性外，以人之五感判断电机振动及电机振动噪音的情形较多。

而电动机产生的电机振动电机振动噪音，主要有：1、机械电机振动电机振动噪音，为转子的不平衡重量，产生相当转数的电机振动。

2、电动机轴承的转动，正常的情形产生自然音，精密小型电动机或高速电动机情形以外，几乎不会有问题。

但轴承自然的电机振动与电动机构成部材料的共振，轴承的轴方向弹簧常数使转子的轴方向电机振动，润滑不良产生摩擦音等问题产生。

3、电刷滑动，具有电刷的DC电动机或整流子电动机，会产生电刷的电机振动噪音。

4、流体电机振动噪音，风扇或转子引起通风电机振动噪音对电动机很难避免，很多情形左右电动机整体的电机振动噪音，除风扇的叶片或铁心的齿引起气笛音外，也有必要注意通风上的共鸣。

5、电磁的电机振动噪音，为磁路的不平衡或不平衡磁力及气隙的电磁力波产生之电机振动噪音，又磁通密度饱和或气隙偏心引起磁的电机振动噪音。

一、机械性电机振动的产生原因与对策1、转子的不平衡电机振动A、原因：·制造时的残留不平衡。

·长期间运转产生尘埃的多量附着。

·运转时热应力引起轴弯曲。

·转子配件的热位移引起不平衡载重。

·转子配件的离心力引起变形或偏心。

·外力（皮带、齿轮、直结不良等）引起轴弯曲。

·轴承的装置不良（轴的精度或锁紧）引起轴弯曲或轴承的内部变形。

B、对策：·抑制转子不平衡量。

·维护到容许不平衡量以内。

·轴与铁心过度紧配的改善。

·对热膨胀的异方性，设计改善。

·强度设计或装配的改善。

·轴强度设计的修正，轴联结器的种类变更以及直结对中心的修正。

·轴承端面与轴附段部或锁紧螺帽的防止偏靠。

2、轴承之异常电机振动与电机振动噪音A、原因：·轴承内部的伤。

一、电机故障判断及维修案例电动机运行或故障时，可通过看、听、闻、摸四种方法来及时预防和排除故障，保证电动机的安全运行。

一、看观察电动机运行过程中有无异常，其主要表现为以下几种情况。

1.定子绕组短路时，可能会看到电动机冒烟。

2.电动机严重过载或缺相运行时，转速会变慢且有较沉重的"嗡嗡"声。

3.电动机正常运行，但突然停止时，会看到接线松脱处冒火花；保险丝熔断或某部件被卡住等现象。

4.若电动机剧烈振动，则可能是传动装置被卡住或电动机固定不良、底脚螺栓松动等。

5.若电动机内接触点和连接处有变色、烧痕和烟迹等，则说明可能有局部过热、导体连接处接触不良或绕组烧毁等。

二、听电动机正常运行时应发出均匀且较轻的"嗡嗡"声，无杂音和特别的声音。

若发出噪声太大，包括电磁噪声、轴承杂音、通风噪声、机械摩擦声等，均可能是故障先兆或故障现象。

1.对于电磁噪声，如果电动机发出忽高忽低且沉重的声音，则原因可能有以下几种。

（1）定子与转子间气隙不均匀，此时声音忽高忽低且高低音间隔时间不变，这是轴承磨损从而使定子与转子不同心所致。

（2）三相电流不平衡。

这是三相绕组存在误接地、短路或接触不良等原因，若声音很沉闷则说明电动机严重过载或缺相运行。

（3）铁芯松动。

电动机在运行中因振动而使铁芯固定螺栓松动造成铁芯硅钢片松动，发出噪声。

2.对于轴承杂音，应在电动机运行中经常监听。

监听方法是：将螺丝刀一端顶住轴承安装部位，另一端贴近耳朵，便可听到轴承运转声。

若轴承运转正常，其声音为连续而细小的"沙沙"声，不会有忽高忽低的变化及金属摩擦声。

若出现以下几种声音则为不正常现象。

（1）轴承运转时有"吱吱"声，这是金属摩擦声，一般为轴承缺油所致，应拆开轴承加注适量润滑脂。

（2）若出现"唧哩"声，这是滚珠转动时发出的声音，一般为润滑脂干涸或缺油引起，可加注适量油脂。

电机振动噪音的原因及对策摘要：在经济的发展和制造自动化的提高，电动机的用量与日俱增。

尤其是在发电和工业等领域内得到广泛应用，但是由于电机噪音的不合格引起相关产品的振动、噪音问题，会影响电机的可靠性和安全性。

关于电机噪音的研究十分复杂，其中涉及机械振动、物理声学、数学、电磁等多个领域。

根据噪音产生的原因，通常将电机噪音分为电磁噪音、机械噪音和空气动力噪声。

关键词：电机噪音；原因；对策引言振动与噪音是电机重要的技术指标，如何降低电机的振动与噪音是中小型电机行业中普遍存在的问题。

根据噪音产生的原因，通常将电机噪音分为机械噪音、通风噪音和电磁噪音。

1.机械噪音机械噪音是由电机运转部分的摩擦、撞击、不平衡以及结构共振形成的。

还有很大机械噪音都是由轴承引起的。

由于轴承随电机转子一起旋转，因滚珠、内圈、外圈表面的不光滑，它们之间有间隙，滚珠的不圆或内部混合杂物，而引起它们间互相碰撞产生振动与噪声。

其产生的噪声值与滚珠、内外圈沟槽的尺寸精度、表面粗糙度及形位公差等有很大关系。

有人认为，只要采用精密轴承就可以降低轴承噪声，殊不知使用后，反而使噪声增加。

原因是轴与轴承内圈的配合过紧，使精密轴承的内圈变形大于普通轴承的变形量，因而跳动、振动加大，噪声上升。

所以轴承与轴承室、轴的配合也是非常重要的。

1.1机械噪音的降低对策（1）气隙不均匀及转子同心度差，会产生电磁噪音；需提高制造工艺水平，确保工装以及设备工作状态良好。

（2）定子铁心与机座装配采用的过盈尺寸在装配前进行检测，不应使用过盈配合值偏小，造成定子铁心轴向移动，也不应使用过盈配合值偏大，造成机座存在内应力，在机座止口加工后产生椭圆，影响定转子的同轴度，从而出现电磁噪声和振动现象。

（3）端盖是电机的关键零部件之一，加工精度直接影响电机的运行可靠性，因端盖内孔尺寸变形或端盖与机座装配后挤压造成轴承室变形，轴承压装后造成损伤或变形引起异音。

因此在电机组装前对端盖和机座进行模拟装配，确保轴承室内孔尺寸变形量在0.03mm范围内才可以组装。

电机异常噪音的原因分析与处理方法随着科技的不断发展，电机在各个领域的应用越来越广泛。

然而，一些电机在运行过程中会出现异常噪音，这不仅会影响电机的性能，还会引起用户的不满。

因此，及时分析和处理电机异常噪音的原因，对于提高电机的工作效率和用户体验至关重要。

首先，我们来分析电机异常噪音的可能原因。

电机异常噪音主要可以归结为机械因素和电磁因素两个方面。

机械因素是指电机本身的机械结构和装配不合理导致的噪音。

常见的机械因素包括轴承磨损、齿轮间隙、轴承松动、机械零件失衡等。

当电机工作时，这些机械因素会引起不稳定的运动和振动，进而产生噪音。

电磁因素则是指电机在工作时的电磁场引起的噪音。

首先，电机的铁芯在工作时会有磁动力产生，如果铁芯设计不良或存在缺陷，会产生不规则的振动和共振现象，进而产生噪音。

其次，电机在工作时会产生电磁感应现象，当电机的绕组设计不合理或存在绝缘损坏时，会引起电流激励产生的振动和噪音。

针对以上的问题，下面将介绍一些处理电机异常噪音的方法。

首先，对于机械因素引起的噪音，我们可以采取以下措施进行处理。

首先，定期对电机进行检查和维护，包括轴承的润滑和更换、齿轮的校准和清洁等。

其次，合理优化电机的机械结构和装配，确保各个零部件的质量和配合度。

此外，振动减震器和隔音材料的使用也可以有效地降低机械噪音。

对于电磁因素引起的噪音，我们可以采取以下措施进行处理。

首先，合理优化电机的电磁设计，包括铁芯的设计和材料选择、绕组的结构和匝数等。

其次，选用质量好的绝缘材料，确保电机的绕组良好绝缘。

同时，可以采用屏蔽措施，减少电磁感应产生的噪音干扰。

还可以通过控制电机的电流和频率，减小电机的磁动力和振动。

除了上述方法外，我们还可以从源头上降低噪音。

在电机的设计和制造过程中，应该始终考虑噪音控制的问题，选用低噪音的材料和零部件，并进行合理的结构设计和装配工艺。

在工作过程中，可以通过合适的工作环境和使用方式来降低噪音。

总结起来，电机异常噪音的原因分析与处理方法主要包括机械因素和电磁因素两个方面。