電動(dòng)機(jī)振動(dòng)及噪音產(chǎn)生的三種原因及三大解決方案

 一般評(píng)估電動(dòng)機(jī)的品質(zhì)除了運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)之各特性外，以人之五感判斷振動(dòng)及噪音的情形較多。而電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)噪音，主要有：　

1、機(jī)械振動(dòng)噪音，為轉(zhuǎn)子的不平衡重量，產(chǎn)生相當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)的振動(dòng)。
2、電動(dòng)機(jī)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)，正常的情形產(chǎn)生自然音，精密小型電動(dòng)機(jī)或高速電動(dòng)機(jī)情形以外，幾乎不會(huì)有問題。但軸承自然的振動(dòng)與電動(dòng)機(jī)構(gòu)成部材料的共振，軸承的軸方向彈簧常數(shù)使轉(zhuǎn)子的軸方向振動(dòng)，潤(rùn)滑不良產(chǎn)生摩擦音等問題產(chǎn)生。
3、電刷滑動(dòng)，具有電刷的DC電動(dòng)機(jī)或整流子電動(dòng)機(jī)，會(huì)產(chǎn)生電刷的噪音。
4、流體噪音，風(fēng)扇或轉(zhuǎn)子引起通風(fēng)噪音對(duì)電動(dòng)機(jī)很難避免，很多情形左右電動(dòng)機(jī)整體 的噪音，除風(fēng)扇的葉片或鐵心的齒引起氣笛音外，也有必要注意通風(fēng)上的共鳴。
5、電磁的噪音，為磁路的不平衡或不平衡磁力及氣隙的電磁力波產(chǎn)生之噪音，又磁通密度飽和或氣隙偏心引起磁的噪音。

一、機(jī)械性振動(dòng)的產(chǎn)生原因與對(duì)策　

1、轉(zhuǎn)子的不平衡振動(dòng)

A、原因：

·制造時(shí)的殘留不平衡。
·長(zhǎng)期間運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生塵埃的多量附著。
·運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)熱應(yīng)力引起軸彎曲。
·轉(zhuǎn)子配件的熱位移引起不平衡載重。
·轉(zhuǎn)子配件的離心力引起變形或偏心。
·外力（皮帶、齒輪、直結(jié)不良等）引起軸彎曲。
·軸承的裝置不良（軸的精度或鎖緊）引起軸彎曲或軸承的內(nèi)部變形。

B、對(duì)策：

·抑制轉(zhuǎn)子不平衡量。
·維護(hù)到容許不平衡量以內(nèi)。
·軸與鐵心過度緊配的改善。
·對(duì)熱膨脹的異方性，設(shè)計(jì)改善。
·強(qiáng)度設(shè)計(jì)或裝配的改善。
·軸強(qiáng)度設(shè)計(jì)的修正，軸聯(lián)結(jié)器的種類變更以及直結(jié)對(duì)中心的修正。
·軸承端面與軸附段部或鎖緊螺帽的防止偏靠。

2、軸承之異常振動(dòng)與噪音

A、原因：

·軸承內(nèi)部的傷。
·軸承的軸方向異常振動(dòng)，軸方向彈簧常數(shù)與轉(zhuǎn)子質(zhì)量組成振動(dòng)系統(tǒng)的激振。
·摩擦音：圓柱滾動(dòng)軸承或大徑高速滾珠軸承產(chǎn)生潤(rùn)滑不良與軸承間隙起因。

B、對(duì)策：

·軸承的替換。
·適當(dāng)軸方向彈簧預(yù)壓給軸承間隙的變動(dòng)。
·選擇軟的滑脂或低溫性優(yōu)秀的滑脂，殘留間隙使小(須注意溫升問題)。　

3、電刷滑動(dòng)音

A、原因：

·整流子與電刷的滑動(dòng)時(shí)的振動(dòng)電刷保持器激振產(chǎn)生

B、對(duì)策：

·握刷的彈性支持、選擇電刷材質(zhì)與形狀、抑制側(cè)壓引起的電刷振動(dòng)及提高整流子的精度等。　

二、流體噪音的產(chǎn)生與對(duì)策　

電動(dòng)機(jī)的流體噪音中，主要為冷卻用的風(fēng)扇引起的噪音。此外，轉(zhuǎn)子鐵心的槽開口部接近靜止側(cè)的部份，變成顯著氣笛音，再則通風(fēng)路等如存在共鳴空間，產(chǎn)生顯著的共鳴者。
1、風(fēng)扇噪音的大小：

電動(dòng)機(jī)一般求兩方向轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)扇的葉片為徑向直線葉片，效率不良，而且噪音大。噪音值約由下式來求。但測(cè)定電動(dòng)機(jī)的軸中心高度，距離有１m的情形。

噪音dB(A)=70 log D+50 log N+

D：葉片的外徑（m）， N:每秒的轉(zhuǎn)數(shù)，　 ：常數(shù)３２～３６，　

由上式，降低噪音位準(zhǔn)，以減少風(fēng)扇的外徑較重要。但吐出風(fēng)量與風(fēng)壓低下，與這些的配合變成重要。風(fēng)扇在外框的內(nèi)部時(shí)有減音或遮音效果。　

2、風(fēng)扇噪音的頻率依不同類型而有差異。

·壓力噪音，為風(fēng)扇的葉片空氣受壓力沖擊產(chǎn)生。
·擾流噪聲，為葉片周邊空氣流動(dòng)的擾亂起因者，徑向直線葉片的風(fēng)扇，電動(dòng)機(jī)的用途上可說不可避免。
·風(fēng)扇與其它部份的干涉引起的氣笛音，為接近轉(zhuǎn)動(dòng)葉片存在其它部份空氣如流通，產(chǎn)生激烈的氣笛音。

三、電磁噪音（感應(yīng)電動(dòng)機(jī)）　

有關(guān)電磁噪音，其電磁噪音由耳朵的聽感感度良好頻率１００HZ以上的頻率帶域，單一或復(fù)數(shù)的特定頻率音組成，特別與定子共振時(shí)變成顯著的噪音。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)較DC電動(dòng)機(jī)常有電磁噪音問題，因此以感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為中心說明。電磁噪音感應(yīng)電動(dòng)機(jī)通稱“磁音”，對(duì)此種的研究，首先要了解正弦波電流的電磁噪音。　

1、正弦波電流的電磁噪音：

因正弦波電流，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的氣隙產(chǎn)生的磁通，加轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的基本（主）磁通，存在高諧波磁通。這些的磁通使定子與轉(zhuǎn)子鐵心互相吸引的電磁力波作用，定子鐵心變形為多角形，轉(zhuǎn)軸彎曲移位產(chǎn)生振動(dòng)。主要產(chǎn)生電磁噪聲之氣隙高諧波磁通原因者，有

A、繞線分布引起的磁動(dòng)勢(shì)高諧波。
B、定子或轉(zhuǎn)子鐵槽產(chǎn)生的槽高諧波。
C、鐵心飽和產(chǎn)生的飽和高諧波。
D、偏心引起的偏心高諧波
E、電壓、線圈、磁路等不平衡引起的高諧波。
F、槽磁導(dǎo)高諧波等。
G、相帶高諧波，氣隙存在為數(shù)很多的空間高諧波磁與電源波形畸變等引起時(shí)間高諧波磁通。

2.電磁噪音防止對(duì)策：

A.由電機(jī)設(shè)計(jì)上

·適當(dāng)槽數(shù)組合
·采用特殊槽
·斜槽化
·選擇線圈節(jié)距
·正弦波繞線
·采用分?jǐn)?shù)槽繞線
·氣隙、齒、軛鐵部之磁通密度的適當(dāng)化
·轉(zhuǎn)子槽部極與厚度的均等化
·采用磁性楔
·氣隙的擴(kuò)大

B.由機(jī)械設(shè)計(jì)上

·消除靜的偏心，提高加工·裝配精度。
·對(duì)外力提高軸的彎曲剛性，裝配精密。
·全閉槽消除齒尖厚度不同，提高制造技術(shù)。
·磁路使不造成不平衡的構(gòu)造以及制造，特別轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的電阻，絕緣或軸的斷面形狀。
·定子、轉(zhuǎn)子避免與電動(dòng)機(jī)構(gòu)成部材料的共振。
·避免與電動(dòng)機(jī)裝置機(jī)構(gòu)產(chǎn)生共振。
·定子鐵心或軸承支持部的彈性、防振支持。
·由電動(dòng)機(jī)外部的遮音或防音的構(gòu)造。

C.在使用上，消除電源電壓的不平衡。

·電磁噪音的原因變成電磁加振力，這些的高諧波磁通因互相干涉產(chǎn)生電磁力波引起。

但并非所有電動(dòng)機(jī)的噪音問題，皆由電磁力波所引起的。有些是因與定子或轉(zhuǎn)子的自然振動(dòng)數(shù)一致或接近的情形形成共振狀態(tài)。所以電磁噪音產(chǎn)生的因素，不單單只因?yàn)殡姶帕Σǖ念l率，我們還需要了解電動(dòng)機(jī)各部份的振動(dòng)體自然振動(dòng)頻率。