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三相异步电动机电磁噪声的产生

2021-06-10 来源:eefocus

  一、三相异步电动机的电磁噪声

  电磁噪声主要是电机中周期变化的径向电磁力或不平衡的磁拉力使铁心发生磁致伸缩和振动所引起。电磁噪声还和定子、转子本身的振动特性有关。当激振力和固有频率共振时,即使电磁力很小也会产生很大的噪声。


  二、磁场力波激发的电磁噪声

  若有两个谐波磁场次数分别为νa、μa,则它们会引起两个旋转力波,阶次分别为νa+μa和νa-μa。低阶力波是电机电磁噪声的主要原因,因为力波次数越低,它引起的铁芯弯曲变形相邻两支点间距离越长,铁芯对应的刚度越差,变形、振动也就越大。

  三、磁场径向力与噪声辐射

  气隙中任一磁场都可表达为正弦分布的旋转磁场形成,这些磁场相互作用产生的径向力可表示为

  fγ=FγCOS(γθ-ωt-φf)

  式中Fγ——径向力波幅值

  γ——力波次数(即力波极对数)

  θ——声波传播方向与围绕声源假想封闭曲面面积元正法线之间的夹角

  ω——力波角频率φf——力波的空间相位

  式(1)表示的正弦分布的旋转力波沿气隙圆周以角速度ω/γ旋转,气隙圆周上任一点的径向力随时间变化的频率为f=ω/2π。


  四、由基波磁场产生的径向力

  基波(p极对)磁密幅值即气隙磁密Bδ,产生的径向力波阶次γ=2p,即力波次数为4p,力波频率f=2f1,力波幅值Fγ=Bδ2/4μ0,在铁芯单位向长度上,气隙圆周一个“力极”内作用的径向力平均值为

  Fγa=2/π·Fγ·πDi1/4p

  式(2)中Di1——定子铁心内径


  五、径向力引起的振动

  交变的径向力波作用于定、转子铁心,引起铁心随时间的周期性变形,即发生振动,振动频率是径向力波的频率。转子铁心刚性较好,其变形可以忽略;定子铁心因呈薄壁环状,刚性较差,其振动是引起电磁噪声的主要原因。


  六、噪声辐射

  受电磁力作用产生的振动,由电动机传播到其周围空间,引起空气中质点的振动而产生声波。当声波的频率在20Hz~20kHz之间时,就能被人耳感觉,这就是电磁噪声。

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