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直流无刷电机的振动及噪音原因与对策总结

作者:点击:500 发布时间:2022-02-28

马达的振动、噪音原因与对策总结

(主要针对BLDC马达)

马达一个重要的特性就是马达的振动与噪音,而且无刷马达这种相对而言比较的马达对噪音要求

也是更为严格。而且通过噪音与振动,也能判断马达正不正常。马达产生振动噪音的原因按经常发生的排

序应为:

1、机械振动噪音,由转子的不平衡产生,产生等同转速频率或数倍于频率(倍频)的振动,由FFT

(噪音频谱)上可以看出

2、电磁振动噪音,一般由于电磁力不平衡或磁场不均引起的噪音,也有由磁密饱和或气隙偏心引起

磁的

噪音。

3、轴承异音,轴承装配异常或磨损后会产生异常于轴承自然音的。轴承异音通常会反映在噪音FFT

上在倍频点(倍频于转速频率)处出现噪音值

4、流体噪音,特别是带有风扇的马达。风扇或转子引起通风噪音对马达很难避免,有时铁心的

齿也会引起笛音,还有叶片有时也会引起其他部件的共鸣

5、其他异物,装配不良等产生的噪音,这类通常比较好分辩出来

针对以上几点的对策:

1、转子不平衡振动噪音

转子不平衡主要原因一是制造过程中没有平衡好,二是转子部件的离心力引起变形和偏心,三是使

用过程中出现的轴受力弯曲或是受热产生的热应力弯曲,四是运转过程中转子上附有异物引起了不平衡

对策:

制造过程中要保证转子平衡量在规格内,有条件的话使用减重法以免有些平衡泥(胶)在使

用过程中脱落;合理设计转子部件,强度设计时考虑到转子部件的平衡;合理设计轴的强度,要求客户规

范马达的使用条件,避免轴弯曲变形;选择合适的IP等级,或者要求客户使用时额外提供必要的防护,

防止异物落进

2、电磁噪音产生的振动噪音

电磁噪音产生的原因主要是产生了磁通的高频谐波,主要由线圈分布不对称、铁心饱和、偏心、电

压与磁路不平衡、驱动电压干扰以引不平衡电磁力引起的铁心与绕组振动

对策:尽量采用分数槽和集中均布式绕组,采用合适的极槽数,合理设计磁路,避免出现饱和及齿

槽效应(选择合适的硅钢片材料,合适的磁铁及磁铁尺寸,合适的铁心尺寸,槽口宽度不要太大,采用磁

性楔,合适的气隙),加工与装配上及轴的强度上要保证不会出现偏心,有条件的采用正弦波控制,可采

用斜槽,可对绕组浸油

当马达已经定型后常用的也是简单的方法是通过减小磁铁厚度来扩大气隙,或是对磁石充磁电压

高低以减小磁密,或是直接使用弱磁

3、轴承音

原因比较简单,主要是确定由什么引起,比如预压不良、与轴和轴承室装配不良,选择合适的轴承以

注意防尘防油(水),注意轴承润滑脂的温度特性及封装是否满足要求,轴承的受力有没有异常(是

做寿命较核)

4、流体噪音的产生与对策(如果马达上不带风扇基本上不用考虑)

如果有风扇的马达,那么马达的噪音主要就是由风扇(轴流式风扇、离心式风扇)引起。风扇的叶片

空气受压力冲击产生压力噪音,叶片周边空气流动的扰乱起引起扰流噪音,风扇与接近风扇的马达其它部

份的干涉会引起气笛音。此外,马达转动时马达铁心的槽开口部接近静止侧的部份,会出现显著气笛音,

再则通风路等如存在共鸣空间,产生显著的共鸣音

对策主要集中在风扇及风道的设计上,风扇设计主要考虑外径、叶片形式与叶片数目、前角后角、风

压风量要求,在此不作研究

另外要注意马达各部件不要产生共振,并要避免共振点在额定转速附近。