三相异步电动机电磁噪音研究与控制.docVIP

三相异步电动机电磁噪音研究与控制【摘要】对三相交流异步电动机的电磁噪音，从槽配合选择、气隙谐波磁场等方面进行分析，找出引起电磁噪音的主要原因，最后提出控制电磁噪音的相关措施。 【关键词】异步电动机；气隙 槽配合；谐波磁场；电磁噪音 The electromagnetism noise of three electric motor analysis and control Wu Jian—bing （Xi’’an Tech Full Simo Motor Co.， LtdXi’’anShaanxi710018） 【Abstract】Three—phase AC induction motor electromagnetic noise from the slot with the select air gap harmonic magnetic field analysis to identify major cause electromagnetic noise， and finally put forward the measures to control electromagnetic noise. 【Key words】Asynchronous motor；Air gap slot with；Harmonic magnetic field；Electromagnetic noise 1.引言 Y、Y2系列三相异步电动机应用于各行各业，其负载噪音指标方面与国外产品相比尚有较大差距。特别是2极高速中小型电动机的电磁噪音已超出国际贸易和国内特殊行业的最低要求。产品出口和国内特殊行业的应用受到严重影响。本文定性加简单的量化分析，阐明2极电机电磁噪音超标的原因及解决方案。 2. 噪音分类 异步电动机的噪音分三类：电磁噪音、空气动力噪音和机械噪音。空气动力噪音源于异步电动机的风扇通风噪音。由于空载和负载的转差非常小，从空载到负载通风噪音几近定值。因此，对于空载噪音达标而负载噪音超标的2极高速电机，通风噪音不是电磁噪音超标的主要原因。 机械噪音主要是由轴承噪音引起的。对于工艺成熟的Y、Y2系列电机，从降低机械噪音方面来使电磁噪音达标也是不明智的。 电磁噪音是由于电机气隙中各次谐波磁场引起的交变电磁力引发铁心及其相联的机械构件中的振动和共振。采取更趋合理的方案是完全可以做到的。 3. 电磁噪音产生原因 Y160—2电机负载运行时，产生让人不易接受的电磁噪音。为解决问题，需从电磁噪音产生机理着手，分析电磁噪音的特点及其控制办法。 3.1气隙谐波磁场。 气隙谐波磁场由电机绕组的磁势作用于电机气隙而产生的。因此，分析绕组磁势即可阐明气隙谐波磁场的产生原因及对电磁噪音的影响。 电机学理论表明：电机的单相绕组其磁势是脉振磁势，磁势波形为非正弦波，内含丰富的高次谐波磁势。 单线圈磁势 对于单线圈磁势，其磁势可表示为： Fc（t，α） = 2π 2IcNcp Sinwt ∑∞ v=1/p，2/p…kyv VCOSvα（1） 式中： Nc——槽内导体数，即线圈匝数 Ic——导体电流i的有效值 线圈组磁势 对于每极每相槽数q为整数的q个线圈组v次谐波幅值为： Fqv=qFcv ·kqv （2）  式中：kqv=sin（qvα1）/2/（qsinvα1/2） （3）  其中α1为线圈分布的基波电角度值，kqv称为分布系数，线圈组v次谐波磁势幅值为： Fmqv= 2π 2qIcNcvp·kwv （4）  式中：kwv=kyv·kqv 是v次谐波的绕组系数。 相绕组磁势 相绕组磁势可由线圈组的v次谐波磁势按其空间位移和电流方向用矢量法相加而得到。 Fφ（t，α）= 2π 2Iwp [kw1cosα+ 13 （Kw3cos3α）+ 15 （Kw5cos5α）+…+ 1v （Kwvcosvα）]sinwt （5） 式中： w =电流角频率，即基波磁场角频率。 Kyv=0 至于双层绕组磁势也不含偶次谐波。 对于正常接法的整数槽绕组，相绕组磁势幅值为： Fmφv= 2π 2Iwvp Kwv （6） 上式表明：相绕组磁势幅值与绕组系数成正比，采用短距（y11）可有效削弱绕组中的高次谐波，这早已为Y系列电机所采用。 三相绕组磁势 三相绕组空间和时间上均相差120°电角度，属正交绕组。因此，当v=3k时（k=±1，±2，±3……），三相绕组的3k次谐波磁势为0。即 F3k（t，α）=Fφ3kCOS3kα〔sinωt+sin（ωt—2π/3）+sin（ωt—4π/3）