噪聲通常伴隨振動，過度振動會損壞其他設(shè)備。振動和噪聲的水平反映了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的水平，并且是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。現(xiàn)在人們已經(jīng)普遍認(rèn)識到降低噪音的重要性。電機(jī)設(shè)計(jì)，制造和操作人員需要更多有關(guān)電機(jī)噪聲的知識。例如，有必要弄清楚電動機(jī)噪聲是如何產(chǎn)生的以及與之相關(guān)的因素。希望應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段就預(yù)測電動機(jī)實(shí)際運(yùn)行過程中產(chǎn)生的噪聲，并且應(yīng)該知道降低噪聲的方法。
電磁噪聲是由電磁場的交替引起的，從而導(dǎo)致某些機(jī)械零件或空間體積振動。對于電動機(jī)來說，不穩(wěn)定的電源還會激勵定子振動并產(chǎn)生噪聲。電磁噪聲的主要特征與交變電磁場的特征，強(qiáng)制振動部件的大小和形狀以及空間有關(guān)。高頻電磁噪聲也稱為電磁嘯叫。機(jī)械振動噪聲通常是多個激勵源疊加在一起的綜合效果。每個振動模式都有一個振動頻率，它是自然頻率。當(dāng)外部激勵激發(fā)某種結(jié)構(gòu)模式，并且激勵頻率接近該模式的固有頻率時，就會發(fā)生共振。
一、電磁噪聲的原因分析
電動機(jī)運(yùn)行時，氣隙中會存在一個基本磁場和一系列諧波磁場。這些磁場相互作用以產(chǎn)生切向力，從而產(chǎn)生切向電磁轉(zhuǎn)矩，并且還產(chǎn)生隨時間和空間變化的徑向力。
通常，在電動機(jī)的氣隙中存在各種時間和頻率的旋轉(zhuǎn)徑向電磁力波。每個徑向力波分別作用在定子和轉(zhuǎn)子鐵芯上，導(dǎo)致定子鐵芯，框架和轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向變形，該變形隨時間周期性變化，即發(fā)生振動。振動頻率是力波作用的頻率。因?yàn)檗D(zhuǎn)子鐵心非常剛性，并且產(chǎn)生的振動量很小，所以通常僅考慮定子鐵心和框架的振動。電磁噪聲主要是由定子振動引起的周圍空氣脈動引起的空氣傳播噪聲。
徑向力波的階數(shù)越低，鐵芯彎曲變形的兩個相鄰支點(diǎn)之間的距離越遠(yuǎn)，鐵芯的剛性越低，徑向變形越大。定子鐵心的變形大約與力波階的四次方成反比，并且與力波振幅成正比。因此，具有較大幅度的低階徑向力波是電磁噪聲的主要來源。另外，應(yīng)該特別注意。是的，核心和框架都有一定的固有頻率。當(dāng)徑向力波的頻率接近或什至等于固有頻率時，將發(fā)生共振。這時，鐵芯的振動和輻射噪聲將大大增加。
由于基波磁場振幅大，如果沒有基波磁場，電動機(jī)將無法工作，因此不可避免地會產(chǎn)生倍頻噪聲。但是，由于力波的頻率較高（2極電機(jī)除外），較低的頻率和較低的噪聲輻射效率，因此，除了具有較高功率的2極電機(jī)以外，倍頻噪聲通常較小。
二、電機(jī)主要噪聲源有多少種類型？
一般而言，由變頻器控制的驅(qū)動電機(jī)振動的原因可以概括為以下四類：
?。?）電磁噪聲
電機(jī)的氣隙磁場相互作用會產(chǎn)生電磁力波，該電磁力波會隨時間和空間而變化。這種電磁力波將導(dǎo)致電動機(jī)定子和殼體振動。定子和殼體的振動繼而引起周圍空氣的振動，從而產(chǎn)生電磁噪聲。特別是當(dāng)電磁力波的空間階次和頻率接近定子結(jié)構(gòu)的模態(tài)形狀和頻率時，會引起嚴(yán)重的共振。
（2）機(jī)械噪音
驅(qū)動電機(jī)的機(jī)械噪聲通常是由偏心率（靜態(tài)偏心率，動態(tài)偏心率，混合偏心率，定子和轉(zhuǎn)子尺寸加工精度差等）以及在制造和組裝過程中產(chǎn)生的軸承噪聲引起的。由于溫度過度升高，負(fù)荷過大，潤滑不良和安裝不當(dāng)而導(dǎo)致軸承產(chǎn)生異常噪音，從而加劇了軸承噪音。
?。?）空氣動力噪聲
空氣動力噪聲主要由使用風(fēng)扇冷卻的電動機(jī)產(chǎn)生。風(fēng)扇葉片的高速旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致周圍的空氣產(chǎn)生渦流干擾和周期性的脈動，從而導(dǎo)致攪動的氣流與散熱肋片，緊固螺栓和其他突出的障礙物碰撞并產(chǎn)生噪音。為了減小空氣阻力，高速運(yùn)行的驅(qū)動電動機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)通常不使用突出的緊固螺栓和散熱肋，因此在驅(qū)動電動機(jī)領(lǐng)域中空氣動力學(xué)噪聲不明顯。
?。?）開關(guān)噪音
由控制器的開關(guān)頻率引起的一系列電流諧波，以及與氣隙磁場相互作用產(chǎn)生的力波作用在定子上，產(chǎn)生高頻振動噪聲。開關(guān)噪聲與其控制直接相關(guān)。使用rPWM可以很好地降低開關(guān)噪聲。
三、電機(jī)電磁噪聲識別方法
1，突然掉電的方法。由于機(jī)械慣性比電磁過渡過程慢得多，因此功率突然中斷而不受電磁因素的影響，此時電機(jī)速度幾乎保持不變。如果此時電機(jī)噪聲突然消失或顯著降低，則可以得出結(jié)論，噪聲是由電磁原因引起的。
2，改變電壓方式。由于異步電動機(jī)的速度不會隨電壓變化很大，因此，當(dāng)電壓變化時，機(jī)械噪聲和通風(fēng)噪聲基本不變，但是電磁噪聲隨電壓變化很大。
3，拖動方法。低噪聲電動機(jī)用于驅(qū)動被測噪聲電動機(jī)。如果此時噪聲降低或消失，則表示正在驅(qū)動的電機(jī)噪聲是電磁噪聲。
四、電磁噪聲的計(jì)算方法
電磁噪聲是電動機(jī)的主要噪聲源之一。在多極電動機(jī)或通風(fēng)噪聲低的電動機(jī)中，電磁噪聲更為突出。通常，它隨著電動機(jī)功率的增加而增加，并且在負(fù)載下噪聲也會增大根源。該噪聲與電動機(jī)的電磁設(shè)計(jì)參數(shù)密切相關(guān)。如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，電磁噪聲將非常明顯，并且有可能成為超越其他噪聲的主要噪聲源。因此，研究電動機(jī)電磁噪聲的原因，電動機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)與電磁噪聲之間的關(guān)系以及電磁噪聲的計(jì)算方法對設(shè)計(jì)階段電動機(jī)噪聲的預(yù)測和控制具有重要意義。
