直流電機維修
永磁電機振動噪聲特性的分析
時間：2013-10-23 19:53:46 來源：西安西瑪電機廠 作者：西瑪電機 點擊：
西安西瑪電機文章：為進一步分析變頻器供電對永磁電機振動噪聲特性的影響，對 20 kW 盤式永磁電機的三維聲場進行有限元計算。在計算三維聲場時，定子繞組中分別加載了正弦波電流和開關頻率為 3 kHz 的諧波電流來模擬正弦波供電和變頻器供電。在噪聲計算時為了反映人耳對噪聲響度的影響，噪聲的計算結果全部采用 A 計權聲壓級表示。通過有限元計算得到的正弦波供電和變頻器供電時永磁電機某測點的噪聲聲壓級頻譜圖分別如圖 8 和圖 9 所示，該測點水平面高度為軸中心高 0. 225 m，沿軸向與電機外殼的距離為 1 m。
由圖 8 可以看出，永磁電機在采用正弦波供電時電機噪聲的主要峰值集中在低頻段，這是因為正弦波供電時電機的電磁噪聲主要由定、轉子諧波磁場相互作用產生的。頻率越高定、轉子諧波磁場的幅值越低，對電機振動噪聲的影響也越小。由圖 8還可以看出在正弦波供電和變頻器供電時該永磁直流電機都在 996 Hz 的頻率處具有較大的聲壓級。通過分析可知 996 Hz 是該盤式永磁電機基波頻率的偶數倍，因此它是電機定、轉子諧波產生的電磁噪聲。
由于是六相永磁電機，所以定子諧波磁場中不存在5、7 次諧波，因此該頻率處的噪聲是由定子 13 次諧波磁場和轉子諧波磁場相互中用產生的。
變頻器供電時氣隙磁場在開關頻率 3 kHZ 附近存在一系列的諧波成分。由圖 9 可以看出永磁直流電機的聲壓級在開關頻率 3 kHz 附近也存在一系列的幅值，這是由變頻器電流諧波與基波相互調制產生新的噪聲峰值。由于人耳對 1 ～ 6 kHz 的聲音比較敏感，而且這些噪聲峰值均集中在這個范圍內，因此在變頻器供電條件下電機輻射的噪聲會明顯增大。
3. 2 變頻器供電永磁電機噪聲實驗分析采用丹麥 B＆K 公司生產的噪聲振動測試系統對變頻器供電時20 kW 盤式永磁同步電動機進行噪聲測試。利用噪聲振動測試系統實測的盤式永磁直流電機在變頻器開關頻率為3 kHz 時的噪聲頻譜如圖10所示。
由圖 10 可以看出電機的噪聲在變頻器開關頻率及其倍數附近產生了一系列的噪聲值。這些主要噪聲的頻率與解析式和有限元計算的結果是相符的。變頻器供電時永磁電機噪聲頻率計算值與實測值的比較如表 3 所示。
由表 3 可以看出有限元計算得出的噪聲頻率與通過式(11)計算出的噪聲頻率和實測噪聲頻率值基本一致。說明利用本文的計算方法可以有效的預估出變頻器供電時電機噪聲的主要頻率成分，為今后預估和抑制變頻器供電時永磁電機的振動噪聲奠定了基礎。
本文標簽:永磁電機
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