电机的空气动力噪声包括通风噪声及电机的旋转部分与空气摩擦产生的噪声。空气动力噪声产生的根本原因是电机通风系统中气流压力的局部迅速变化和随时间的剧烈脉动以及气体与电机风路管道的摩擦。这种噪声通常直接从气流中辐射出来。电机的空气动力噪声主要由风扇形式、风扇和通风道及进、出口的结构设计决定。
(1)旋转噪声。风扇高速旋转时,空气质点受到风叶周期性力的作用,产生压力脉动,从而产生旋转噪声,其频率是叶片每秒打击空气质点的次数。
式中,k=1,2,3…Zb为风扇叶片数,n为风扇转速。
(2)涡流噪声。在电机转子旋转过程中,转子轴向通风槽的支承片、风叶或任何在转子表面上的凸出物都会影响气流。由于黏滞力的作用,又分裂成一系列分立的小涡流,这种涡流和涡流的分裂使空气扰动,形成压缩与稀疏过程,从而产生噪声。当风扇旋转时,涡流噪声的频率取决于叶片与气体的相对速度。旋转叶片的圆周速度随着圆心的距离而变化,风扇叶片从内圆到外圆其各处速度是连续变化的,因此,涡流噪声呈明显的宽频带连续谱。
(3)笛声。气流遇障碍物发生干扰时就会产生单一频率的笛声,常见的有定、转子风道之间的干扰,风扇叶片与机座散热筋的干扰等。
降低空气动力噪声有两种途径,一是从声源上控制,二是安装隔声罩或消声器,从噪声的传播方面来控制。后者费用较贵,安装体积较大,故应尽可能从声源上加以控制。主要有以下措施:(www.xing528.com)
(1)合理设计风量。风量越大,噪声也就越大。对散热良好或温升不高的电机尽量取消风扇,减少噪声源。
(2)风扇的设计选型。外风扇,在设计时尽量不留通风裕量,优先采用轴流式风扇。轴流风扇能大幅度降低风摩耗,而且能明显地降低电机噪声。另外风扇叶片数太少会使气流在流道中出现脱流现象,太多又会造成相邻片之间的相对回流,造成气流与叶片面撞击从而增加噪声。
(3)风扇的合理造型与设计。外风扇应厚薄均匀、无扭曲变形、间距均匀,且应校动平衡。
(4)合理设计风路系统。电机进风口、扇叶、出风口、散热筋、端盖、机座这一整套风路元件都要精心设计,保证风路畅通,尽量减少障碍物。迎风的障碍物都应尽量做成流线型,避免急剧转向及截面突变。
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