從電磁力波到噪聲:工程師如何"扼殺"電機的刺耳聲音?

電機電磁噪聲產生的原因大多如下所述:氣隙中存在各次諧波磁場,它們除產生切向力矩外,還會相互作用產生徑向電磁拉力,這種徑向力是一種行波,特稱之為徑向電磁力密度諧波或者徑向電磁力波,電磁力波作用于定子鐵心,導致定子鐵心徑向振動,定子徑向振動引起周圍空氣振動,從而產生電磁噪聲。

當電磁力波的階次低、幅值高,定子或者定子鐵心中存在該電磁力波相同階次和頻率接近的固有模態,該電磁力波會引起定子或者定子鐵心共振,從而導致高的電磁噪聲。

解決電磁噪聲問題,首先要準確分析和計算電磁力波。通過修改電機結構參數,削弱或者消除引起電磁噪聲的電磁力波是設計低噪聲電機最有效的方法。

iEmSim中“電磁穩態(網絡路法)”可以快速計算電磁力及其諧波,電磁力顯示形式包括:空間圖、時空圖、頻域圖、曲線圖、云圖、柱狀圖、數據表格、理論解析式說明表單、結論表單、動畫等。

氣隙徑向磁力以圖形展現如圖1至圖8所示。

從電磁力波到噪聲:工程師如何"扼殺"電機的刺耳聲音?的圖1

氣隙徑向力波以文表形式展現如圖9、圖10和圖11所示。圖9和圖10中一行數據代表一個氣隙磁力密度諧波,圖9中每個氣隙徑向力波均包含:階次、頻率、幅值、相角、轉向。圖10顯示的是每個徑向力波的階次解析式和頻率解析式。圖11顯示的每行數據代表氣隙徑向磁力密度諧波與氣隙徑向磁密諧波對的對應關系,B(n)代表磁密諧波,n為該磁密諧波在磁密諧波數據表格中的序號。通過如圖9、圖10和圖11所示的數據可以查找分析出電磁力波產生所對應的結構參數和運行工況條件,修改結構參數,比如定子槽數、轉子槽數等,可以削弱或者消除某些電磁力波。

從電磁力波到噪聲:工程師如何"扼殺"電機的刺耳聲音?的圖2

iEmSim幫助文檔中對電機電磁振動噪聲分析基本準則有詳細總結和闡述。

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