一 : 槽配合对降低笼型异步电动机电磁噪声的实践与分析_黄开胜

《中小型电机》1996,23(6)槽配合对降低笼型异步电动机电磁噪声的实践与分析

槽配合对降低笼型异步电动机电磁噪声的实践与分析

广东工业大学(广州市,510643)　黄开胜　张城生　杨　杰

摘要　本文对54/42槽配合和54/44槽配合进行了对比分析和研究。首次把54/42槽配合用于6极三相异步电动机设计,给出了上述两种槽配合下180L-615kW三相笼型异步电动机电磁噪声的计算值、空载噪声试验值及有关试验结果。

叙词　异步电动机　槽配合　噪声

一、前　言

笼型异步电动机噪声一般分为机械噪声、通风噪声和电磁噪声。在通常情况下,机械噪声和通风噪声是电动机噪声的主要部分,且基本上不随负载变化;电磁噪声相对来说是电动机噪声的较小部分,但基于以下两个原因,电磁噪声日益重新引起了人们的重视。

(1)笼型异步电动机电磁噪声的频带通常为700～4000Hz。在这个频率范围内,人的耳朵有很高的灵敏度,因而引起强烈的噪声感觉,严重时表现为十分刺耳的啸叫声。

(2)电磁噪声随着电动机负载增加而增大。最近几年以来,一些发达国家的电机噪声指标正逐步从过去的空载噪声向负载噪声过渡。在国际市场上,用户对部分电机产品也严格考核负载噪声,甚至是超载噪声。表1是国际上某机械公司对某规格电动机噪声的测试结果。

表1

定子电流

I/In0.611.0792.0

61

7677

83

85

88

92

94

导谐波磁场有关,选择合理的槽配合对于降低电磁噪声,进而降低电动机负载噪声具有特殊的意义。本文拟就采用54/42槽配合代替54/44槽配合的理论分析和实践效果作一简单介绍。

二、54/42和54/44两种槽

配合的径向力波分析

笼型异步电动机的电磁噪声是作用在定、转子之间气隙中的电磁力产生的径向力波,使电动机定子(主要是定子轭)产生振动而辐射的噪声。

设笼型异步电动机定、转子谐波磁场极对数分别为VB和UA,则它们将会产生阶数分别为?VB+UA?和?VB-UA?两个径向力波,力波阶数越小,引起噪声越大。表2列出了54/42和54/44两种槽配合的6极笼型三相电动机定子谐波磁场与转子谐波磁场产生的?VB±UA?≤3的径向力波阶数。受篇幅限制,表中只列出到2阶齿谐波,并用符号()表示1阶齿谐波,用符号[]表示2阶齿谐波,用符号表示基波。

表2　6极笼型三相异步电动机径向力波阶数

转Z1/Z2=54/44Z1/Z2=54/42

A

47)(-41)[91][85]45)(-39)[87][81]电机噪声dB(A)

从以上分析可看出,影响电动机负载噪声的主要是电磁噪声。在长期生产实践中,人们发现有的电动机空载噪声并不大,但负载以后噪声增加很快,甚至出现啸叫声。人们还进一步发现,这类电动机虽然空载噪声值不大,但电磁噪声却明显存在。这种现象正说明电磁噪声既与磁势谐波磁场有关,也与齿磁?-1521-33

槽配合对降低笼型异步电动机电磁噪声的实践与分析《中小型电机》1996,23(6)

转Z1/Z2=54/44Z1/Z2=54/42

A

(47)(-41)[91][85]45)(-39)[87][81]

机,采用上海电器科学研究所电机噪声软件对54/42和54/44两种槽配合方案下的电磁噪声进行了计算。计算结果见表3。

表3　Y180L-615kW电磁噪声计算值　dB(A)

槽配合

54/4454.067.4

54/4228.149.0

39(-51)(57)

20

空载

-69

负载

75-8793[-105][111]

2

2

同样,作者针对Y180L-615kW三相异步电动机,采用54/42和54/44两种槽配合进行了对比设计,广东东莞电机厂则完成了对比研制。表4给出了大同机械国际有限公司(香港)所作的对比试验结果。

表4　Y180L-615kW电机噪声试验值　dB(A)

试验噪声*54/4454/42　　*

5252

6262

66.562.5

结　　论严重电磁噪声轻微电磁噪声

三、54/42和54/44两种槽

配合电动机的设计与制造

54/44是当前6极三相异步电动机普遍采用的一种槽配合,也是设计手册和教科书推荐使用的一种槽配合。从表2可以看出,在6极三相异步电动机中,采用54/42槽配合代替54/44槽配合时,可消除3个2阶力波,同时也出现两个0阶力波。前苏联对统一系列异步电动机试验研究结果表明,最大电磁噪声频率与2阶力波有关。这一结论是值得借鉴的。从设计和制造角度看,采用54/42槽配合代替54/44槽配合时,电动机定转子槽尺寸可以保持不变,十分方便。值得指出,根据电机基本理论,定子VB=39次谐波磁场和转子UA=-39次谐波磁场在转速n=n1/7≈143r/min会产生同步附加转矩。样机试制和批量生产(月产量约120台)都表明,在选择恰当的转子斜槽以后,此附加转矩对电动机起动过程基本上没有什么影响。

试验值为两台样机试验的平均值

五、结　论

作者根据本文的分析,采用54/42槽配合及其它类似槽配合,对塑料注射机专用的三相电动机进行了设计和噪声计算。样机试制和批量生产都表明电磁噪声明显减少,电机的噪声指标(包括空载噪声、满载噪声、1.5～1.8倍超载噪声)都达到国内外同类产品先进水平。所以本文所作的理论分析是正确的,提出的槽配合方案对于控制电磁噪声是有效的。

参考文献

1　黄坚,黄国治.异步电动机负载噪声的分析研究.中小

型电机,1992(5).

2　黄国治等.电机振动噪声研究(二):电磁噪声起因及激

振力波.中小型电机,1984(4).

3　陈永校等.电机噪声的分析和控制.杭州浙江大学出

版社,1987.

四、54/42和54/44两种槽

配合电动机电磁噪声的计算和电机噪声测试

作者对Y180L-615kW三相异步电动

收稿日期:1995-11-01

二 : 槽配合对降低笼型异步电动机电磁噪声的实践与分析_黄开胜

《中小型电机》1996,23(6)槽配合对降低笼型异步电动机电磁噪声的实践与分析

槽配合对降低笼型异步电动机电磁噪声的实践与分析

广东工业大学(广州市,510643)　黄开胜　张城生　杨　杰

摘要　本文对54/42槽配合和54/44槽配合进行了对比分析和研究。[www.61k.com］首次把54/42槽配合用于6极三相异步电动机设计,给出了上述两种槽配合下180L-615kW三相笼型异步电动机电磁噪声的计算值、空载噪声试验值及有关试验结果。

叙词　异步电动机　槽配合　噪声

一、前　言

笼型异步电动机噪声一般分为机械噪声、通风噪声和电磁噪声。在通常情况下,机械噪声和通风噪声是电动机噪声的主要部分,且基本上不随负载变化;电磁噪声相对来说是电动机噪声的较小部分,但基于以下两个原因,电磁噪声日益重新引起了人们的重视。

(1)笼型异步电动机电磁噪声的频带通常为700～4000Hz。在这个频率范围内,人的耳朵有很高的灵敏度,因而引起强烈的噪声感觉,严重时表现为十分刺耳的啸叫声。

(2)电磁噪声随着电动机负载增加而增大。最近几年以来,一些发达国家的电机噪声指标正逐步从过去的空载噪声向负载噪声过渡。在国际市场上,用户对部分电机产品也严格考核负载噪声,甚至是超载噪声。表1是国际上某机械公司对某规格电动机噪声的测试结果。

表1

定子电流

I/In0.611.0792.0

61

7677

83

85

88

92

94

导谐波磁场有关,选择合理的槽配合对于降低电磁噪声,进而降低电动机负载噪声具有特殊的意义。本文拟就采用54/42槽配合代替54/44槽配合的理论分析和实践效果作一简单介绍。

二、54/42和54/44两种槽

配合的径向力波分析

笼型异步电动机的电磁噪声是作用在定、转子之间气隙中的电磁力产生的径向力波,使电动机定子(主要是定子轭)产生振动而辐射的噪声。

设笼型异步电动机定、转子谐波磁场极对数分别为VB和UA,则它们将会产生阶数分别为?VB+UA?和?VB-UA?两个径向力波,力波阶数越小,引起噪声越大。表2列出了54/42和54/44两种槽配合的6极笼型三相电动机定子谐波磁场与转子谐波磁场产生的?VB±UA?≤3的径向力波阶数。受篇幅限制,表中只列出到2阶齿谐波,并用符号()表示1阶齿谐波,用符号[]表示2阶齿谐波,用符号表示基波。

表2　6极笼型三相异步电动机径向力波阶数

转Z1/Z2=54/44Z1/Z2=54/42

A

47)(-41)[91][85]45)(-39)[87][81]电机噪声dB(A)

从以上分析可看出,影响电动机负载噪声的主要是电磁噪声。在长期生产实践中,人们发现有的电动机空载噪声并不大,但负载以后噪声增加很快,甚至出现啸叫声。人们还进一步发现,这类电动机虽然空载噪声值不大,但电磁噪声却明显存在。这种现象正说明电磁噪声既与磁势谐波磁场有关,也与齿磁?-1521-33

黄开胜 槽配合对降低笼型异步电动机电磁噪声的实践与分析_黄开胜

槽配合对降低笼型异步电动机电磁噪声的实践与分析《中小型电机》1996,23(6)

转Z1/Z2=54/44Z1/Z2=54/42

A

(47)(-41)[91][85]45)(-39)[87][81]

机,采用上海电器科学研究所电机噪声软件对54/42和54/44两种槽配合方案下的电磁噪声进行了计算。[www.61k.com)计算结果见表3。

表3　Y180L-615kW电磁噪声计算值　dB(A)

槽配合

54/4454.067.4

54/4228.149.0

39(-51)(57)

20

空载

-69

负载

75-8793[-105][111]

2

2

同样,作者针对Y180L-615kW三相异步电动机,采用54/42和54/44两种槽配合进行了对比设计,广东东莞电机厂则完成了对比研制。表4给出了大同机械国际有限公司(香港)所作的对比试验结果。

表4　Y180L-615kW电机噪声试验值　dB(A)

试验噪声*54/4454/42　　*

5252

6262

66.562.5

结　　论严重电磁噪声轻微电磁噪声

三、54/42和54/44两种槽

配合电动机的设计与制造

54/44是当前6极三相异步电动机普遍采用的一种槽配合,也是设计手册和教科书推荐使用的一种槽配合。从表2可以看出,在6极三相异步电动机中,采用54/42槽配合代替54/44槽配合时,可消除3个2阶力波,同时也出现两个0阶力波。前苏联对统一系列异步电动机试验研究结果表明,最大电磁噪声频率与2阶力波有关。这一结论是值得借鉴的。从设计和制造角度看,采用54/42槽配合代替54/44槽配合时,电动机定转子槽尺寸可以保持不变,十分方便。值得指出,根据电机基本理论,定子VB=39次谐波磁场和转子UA=-39次谐波磁场在转速n=n1/7≈143r/min会产生同步附加转矩。样机试制和批量生产(月产量约120台)都表明,在选择恰当的转子斜槽以后,此附加转矩对电动机起动过程基本上没有什么影响。

试验值为两台样机试验的平均值

五、结　论

作者根据本文的分析,采用54/42槽配合及其它类似槽配合,对塑料注射机专用的三相电动机进行了设计和噪声计算。样机试制和批量生产都表明电磁噪声明显减少,电机的噪声指标(包括空载噪声、满载噪声、1.5～1.8倍超载噪声)都达到国内外同类产品先进水平。所以本文所作的理论分析是正确的,提出的槽配合方案对于控制电磁噪声是有效的。

参考文献

1　黄坚,黄国治.异步电动机负载噪声的分析研究.中小

型电机,1992(5).

2　黄国治等.电机振动噪声研究(二):电磁噪声起因及激

振力波.中小型电机,1984(4).

3　陈永校等.电机噪声的分析和控制.杭州浙江大学出

版社,1987.

四、54/42和54/44两种槽

配合电动机电磁噪声的计算和电机噪声测试

作者对Y180L-615kW三相异步电动

收稿日期:1995-11-01

本文标题：鼠笼型异步电动机-槽配合对降低笼型异步电动机电磁噪声的实践与分析_黄开胜
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