电机的电磁噪声分类及对策

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。

3.1　主波磁场产生的力波

　　主波磁场B1所产生的径向力波为：Pr1=P0+P1，式中，是径向力的不变部分，它均匀作用于圆周上，使定子铁芯受到压缩应力。不变部分不会产生振动与噪声。P1=P0cos(2pθ-2ω1t-2θ0)，其中p主波的极对数，ω1—主波的角速度，θ0—初相角。P1是径向力波的交变部分，这个力波的角频率是2ω1，即2倍的电源频率，它使定、转子产生2倍电源频率的振动与噪声。它的强度与气隙磁密的平方成正比。这在两极的大容量电机中，容易产生较大的影响，而在一般情况下，由于它的频率较低，其影响不显著。

3.2　谐波磁场产生的力波

　　谐波磁场产生的力波所引起的振动与噪声，一方面与该力波的幅值大小有关，也与力波的次数有关。在大多数情况下，次数小于10的影响较大，高次数的力波一般不考虑。所以一定要选择合适的定转子槽配合，以避免产生较低次的力波。若Z1和Z2分别代表定、转子槽数，则要求：Z1-Z2≠(0或2p),Z1-Z2≠(±1或2p±1)，Z1-Z2≠(±2或2p±2),Z1-Z2≠(±3或2p±3)。

3.3　由一阶齿谐波所产生的力波

　　由于定子或转子上齿槽的影响，磁导将产生周期性变化，而引起气隙磁密的大小周期性变化，而产生了齿谐波。这齿谐波所引起的振动与噪声可采用斜槽的方法，将其削弱。一般情况下，转子斜一个定子槽距时，其齿谐波所产生的径向力要比直槽时小得多。

3.4　单边磁拉力所产生的力波

由于定、转子的偏心，或磁路的不对称，将引起磁通分配的不对称，而出现一边受力大、一边受力小的现象，也就产生了单边磁拉力。它随着转速而周期性地变化。

　　当其中极对数为p±1的附加磁场与主波磁场相互作用时，所产生的力波次数为±1，这样低的力波很可能引起振动与噪声。因此，我们在设计或加工时，定、转子圆度一定要达要求，磁路一定要对称、均匀。在电机装配中，应校验定、转子的同轴度，使之在精度要求范围内。

3.5　降低电磁噪声的方法

　　综上所述产生电磁噪声的成因，我们可采用下列方法降低电磁噪声。

　　⑴尽量采用正弦绕组，减少谐波成份；

　　⑵选择适当的气隙磁密，不应太高，但过低又会影响材料的利用率；

　　⑶选择合适的槽配合，避免出现低次力波；

　　⑷采用转子斜槽，斜一个定子槽距；

　　⑸定、转子磁路对称均匀，迭压紧密；

　　⑹定、转子加工与装配，应注意它们的圆度与同轴度；

　　⑺注意避开它们的共振频率。