美文欣賞之家用微電機的噪音研究與改善

1、家用微電機的噪音研究與改善摘 要：主要內(nèi)容是介紹家電產(chǎn)品中微電機的噪音研究及改善。首先，通過對電機噪聲源的識別，認識噪音的產(chǎn)生機理。其次，通過噪音的理論研究，認識噪音的基本指標，從理論的維度研究噪音。再次，通過實際工作中遇到的問題，采取的措施，依據(jù)理論指導，總結的經(jīng)驗。從而，從系統(tǒng)上初步認識微電機的噪音，以及一些實際的針對措施。關鍵詞：小功率電機；火花；電刷；噪聲源；含油軸承引言我國小功率電機產(chǎn)業(yè)經(jīng)過 40多年的發(fā)展，特別是改革開放 多年以20 來的快速發(fā)展，取得了長足進步。小功率電機產(chǎn)業(yè)在我國的 發(fā)展分兩個階 段。第一階段，順應我國家電業(yè)的需要，運用于風扇、空調(diào)、冰箱、洗衣機、抽油煙機、小家

2、電、保健器具等產(chǎn)品的小功率電機。國內(nèi)企業(yè)通過技術引進、 設備引進吸收，以縮小了同發(fā)達 國家的差距，部分產(chǎn)品的技術水平已達國際先 進水平，企業(yè)具有了 很強的自主研發(fā)能力、自主知識產(chǎn)權，也形成了一些具有 廣泛市場 和知名度的產(chǎn)品品牌。電機產(chǎn)品在自身大量出口歐美等國際市場的 同時也隨著風扇、空調(diào)器等家電主機產(chǎn)品暢銷國際市場， 成為我國 機電出口業(yè) 務的主要部分。第二階段，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，車用小功率電機的需求 也迅速增長，帶動了以永磁直流和無刷直流電機為主體的車用型小功率電機的發(fā)展。一、電機噪音的噪聲源（一）電機噪聲源的識別 所謂的電機噪聲源識別，就是對電機上所有存 在的聲源進行分析，了解其崖

3、生噪聲和振動的機理，再確定聲源和振源的部 位，分 析聲源振源的特性，然后按照聲源的大小排列出順序，從而確定出主要噪聲。噪聲的控制一般從以下方面進行， 即聲源、聲音的傳播途徑以及聲音 的接受者。對聲源的控制的關鍵主要是對噪聲源的識另I。一個產(chǎn)品一般有多個噪聲源，通過測試儀器和信號處理技術的 分析，對電機的主要噪聲源進行針對 的分析，從而到達減振降噪的目的。噪聲的傳出也就是能量的另外一種形勢的 傳播，噪聲源的識別就是分析能量的過程，任務包括針對一個產(chǎn)品先分析它的 能量來 源，其傳播途徑是什么，哪個部件發(fā)出的，它在整個噪音源所占的比重，分清主次，有的放矢的改進；其次，了解聲源的頻率成分、輻射特性和產(chǎn)

4、生的機理，利用聲學測試儀器和隨機信號處理技術對噪聲源進行精確的鑒別。噪聲源識別技術的發(fā)展，隨著計算機技術和數(shù)字信號技術的發(fā)展，噪聲源識別 技術在這近十年的時間發(fā)展迅速，從一般簡單粗略的鑒別，發(fā)展成為更加精密 的鑒別，大大提高 了項目開發(fā)的成功率。一款新電機的開發(fā)，從研發(fā)初期，就 把噪音 的研究考慮進出，對在其后量產(chǎn)時，可以減少項目開發(fā)的周期，利 于 產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。二、電機噪聲的應對措施 在電機帶負載的情況下，觀察電機碳刷與換向 器的接觸表面的火花，確定火花等級由于負載大，電機工作時，換向器與碳刷接觸的火花大，造成 了噪音的 出現(xiàn)，同時，碳刷磨損的很劇烈。基于機械噪音上的碳刷和換向器的噪音主要由以

5、下兩方面產(chǎn)生：電刷振動噪聲：由電刷的徑向跳動和切向擺動產(chǎn)生。電刷的磨擦噪聲：由電刷表面與換向器表面磨擦作用產(chǎn)生。針對電刷的摩擦噪聲，主要的解決方法提高換向器表面光潔度，改善換向器表面處理工藝，以及碳刷材質(zhì)中的含銅比例。1 .改變換向角度，對比電機電樞換向角度改前和改之后電機的噪肯電機換向時的換向區(qū)域內(nèi)的磁場極性，保持在線圈未進入換向前原來所處的磁場極性，消除換向線圈中電抗電勢和換向電勢的存在1。例如：沒改換向角度的和改了換向角度的兩款電機，它們都帶上水泵，在同等壓力，同等工況下，做噪音測試，并進行壽命實 驗，探究兩者之間的區(qū)別。實驗證明，改 完換向角度后，電機噪音 有改善，同時，壽命實驗后，碳

6、刷磨損減少。2 .模擬磁路，改善磁路的不平衡磁力及氣隙的電磁力波，提高電機效率。3 .碳刷片上加防震塊，減少電機運轉(zhuǎn)時的震動。碳刷片上，增加防震塊，帶上泵頭，進行了噪音和震動的測試。增加防震塊后，電機啟動電流有點大，但在試運轉(zhuǎn)后，電機整個噪音和震動有改善。當電刷在換向器表面上運行時，由于換向器上相鄰換向片絕緣溝槽的存在和表面的徑向跳動，引起的電刷徑向跳動與切向擺動產(chǎn)生噪聲2。其頻率是電機的基本旋轉(zhuǎn)頻率的 倍(稱為基本換向片頻 率，及其倍頻 m ).基 本換向片頻率的計算公式如下：為換向片數(shù)； m是任意正整數(shù)。一般認為 和2 ( m=2 )頻率的 噪 音幅值最大，這可能與一個溝槽的兩個邊緣有關。

7、這種振動噪音都以單頻形式出現(xiàn)，其頻率與轉(zhuǎn)速有明確的比例關系，而且提刷后 立即消失。4 .由于電機負載大，輸出軸受的是徑向力，運轉(zhuǎn)起來含油軸承溫度過高，潤滑油容易蒸發(fā)損失，改用含高溫潤滑油的軸承。針對電機負載時，后端蓋的含油軸承在多次運轉(zhuǎn)后，里面的油會跑出來，并有黑色的油溢出，所以把先前的低溫含油軸承改為高溫含油軸承，防止在長時間工作時，軸承里油變干，導致刺耳的聲音出現(xiàn)。影響含油軸承噪聲的因素較多，包括軸承尺寸的大小和精度、油脂的粘 度、游隙、轉(zhuǎn)速、負載、安裝精度、電機的兩軸 承結構狀況等，軸 的鋼性、潤滑情況等 。例如：噪聲低于 40db的馬達， 常采用含油軸承.含油軸承產(chǎn)生的噪聲頻率，與軸承內(nèi)徑表面上的油槽數(shù)或 內(nèi)徑表面上的多棱點數(shù) g成正比例。在跑壽命過程中，軸承的油被磨干， 雜音比較明顯關系式如下：5 .電樞上的冷卻風葉的設計，從空氣動力學上對于風葉的瓣數(shù)，一般采用奇數(shù)。結束語： 通過實際的測試驗證，上述論文講述的方案，是針對實際工作 的總結經(jīng)驗，可以有效的給從事電機工作人員提供設計指導。噪音 問題，一 直是是家電領域的痛點，通過有效的解決電機噪音，往往又是最直接可行的方案。所以，加強電機的優(yōu)化，提升效率，改善工藝制