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 电机高频噪音产生原因

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作者 主题
lig
游民

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楼主    2007-12-28 22:01:41
主题:电机高频噪音产生原因 精华帖 
我单位的一台变频电机在高频运行时出现尖叫,用噪音分析仪测得;
基频点:41hz,噪音71dB(A),噪音频率630hz;
中间频点:80hz,噪音85dB(A),噪音频率1250hz;
高频点:101.7hz,噪音98dB(A),噪音频率1600hz;
请问高频点的电磁噪音主要是几次谐波导致的?
zcomin
至圣

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    2007-12-28 22:37:43
精华帖  主题:回复:电机高频噪音产生原因
变频器的功率开关的调制脉冲频率较低,通常提高到6-8Khz可以显著改善,且基本不需要降容。电机的绕组、定子、转子的质量不好,不结实,容易起震。好像与谐波没有关系,因为谐波主要是由于整流单元产生的。
安装输出正弦波滤波器也可以显著改善。
yming
版主

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    2007-12-28 23:09:39
精华帖  主题:回复:电机高频噪音产生原因
楼上说的挺好。只不过,我认为谐波主要是IGBT输出近似正弦波(不是正弦波)造成的。整流单元一般不会引起高频噪音。
人耳的听觉范围最大到20kHz,载波调制做正弦波能做到非常高就听不见了。其实照样有。反过来说,即便调制频率再高,如果不是正弦波也不行(必有高次谐波)。
对吧?
学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
俱怀逸兴壮思飞
至圣

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    2007-12-29 19:40:06
精华帖  主题:回复:电机高频噪音产生原因
变频器输出电缆中含有相当大的高次谐波电压、电流,使得电机的输人电压畸变,定、转子电动势高次谐波进一步增大,结果使得相电动势严重畸变,最大值升高很多,导致电机线圈发热严重,绝缘老化甚至击穿;
另外由于高次谐波产生的高次谐波磁场产生附加的转矩,使得电机产生明显的振动和尖锐的噪音。高次谐波使得电动机的机械寿命、绝缘寿命大大缩短。
yming
版主

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精华帖:880
    2007-12-29 21:37:56
精华帖  主题:回复:电机高频噪音产生原因
是的。除此以外,电机定子叠片、绕组匝间...所有可能产生间隙的地方,都可能和高次谐波共振-产生噪音源。(洛仑兹力?)元件之间的摩擦可能破坏绝缘。磁畴的快速翻转产生热量。这也说明有些普通异步电机质量差,如果不加滤波,不太适合变频驱动。
另外,还有一种特讨厌的纵向环流:是从转子-轴承-定子外壳-轴承-转子。
我是这样认为的。
学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
zcomin
至圣

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    2007-12-30 20:25:32
精华帖  主题:回复:电机高频噪音产生原因
我上面说的是变频器进线上的谐波,我理解错了,变频器输出的谐波是导致电机产生高频啸叫的主要原因,当变频器的功率开关的调制脉冲频率提高时,可以输出的电流接更近于正弦波,和使啸叫声的频率提高过人耳的可听声波范围,会使啸叫声大大降低,但是大当IGBT的开关频率过高时,会使IGBT上的损耗增加,此时需要对变频器降容来时使用。一般IGBT的开关频率为4Khz时,若使用的电机质量较好(西门子等的电机),基本听不见高频啸叫。若使用的电机质量差一些,可能还会听到啸叫声,此时建议适当提高一下IGBT的开关频率。推荐使用西门子的电机,西门子的标准电机在很多地方对变频应用加强了设计,呵呵,买得贵,用得省。
zcomin
至圣

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精华帖:152
    2007-12-30 22:30:24
精华帖  主题:回复:电机高频噪音产生原因
西门子变频器默认的开关频率
6SE70 2.5Khz
MM4 4Khz
G110 8Khz
G120 4Khz
ET200FC 8Khz
S120 G130 G150 4 Khz
但是一般上限都是16Khz.
变频器的IGBT开关频率高了,可以减少电机由于受到Dv/Dt冲击而导致的电机绕组绝缘损坏,因为通常使用时是不安装输出电抗器的。但是有的品牌默认值不高,且调不高,或不可调,使用时需要安装Du/Dt电抗器,否则容易烧电机。
zcomin
至圣

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    2008-01-02 08:25:09
精华帖  主题:回复:电机高频噪音产生原因
说明这台电机变频应用时特性不大好,但是如果你是作为工频电机来买的话,也不能说这台电机有问题。
kdrjl
版主

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    2008-01-06 11:48:04
精华帖  主题:回复:电机高频噪音产生原因
现在变频电机在运行中的啸叫声,往往给人一种错觉,就以为是变频器调频所致,其实未必。我记得这类的帖子有过讨论。应该先确认一下啸叫声的来源,然后再作处理。
第一步,变频器采用V/F控制,将电机运行至最高转速,
第二步,然后操作变频器的OFF2,自有停车;
第三步,判别电机在自由停车过程随着转速下降,如果啸叫声或震动依然存在,那就没有变频器控制的事情了,是电机的制作问题了,机械传动存在运行中有共振点。说明是机械制造的问题,不是电控问题。如果在自由停车过程,电机运行平稳,没有啸叫声,那是变频器控制问题,通过调整变频器的控制参数,可以解决。其中很重要的就是将变频器做电机的动态和静态数学模型计算。如果变频器所建立的数学模型准确,运行品质就好。
采用西门子的MM440和6SE70控制电机,其电磁噪声都是完全可以接受的。这一点毋庸置疑。
我是你的朋友
adamsecond
侠士

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    2008-02-07 11:56:29
精华帖  主题:回复:电机高频噪音产生原因
关于噪音,电机电磁噪声原因有很多种
电磁噪声是由在时间上和空间上作变化,并由电机各部分之间作用的磁拉力引起的。对于异步电机电磁噪声的形成的原因可以归为:
(1) 气隙空间的磁场是一个旋转力波,它的径向力波使定子和转子发生径向变形和周期性震动,产生了电磁噪声。
(2) 气隙磁场中除了电源基波分量外,还有高次谐波分量,高次谐波的径向力波也都分别作用于定转子铁心上,使它们产生径向变形和周期震动,在一般情况下,对高次谐波来说,电动机转子刚度相对较强,定子铁心的径向变形是主要的,可能产生较大的噪声。
(3) 定子铁心不同阶次谐波的变形,有不同的固有频率,当径向力波的频率与铁心的某个固有频率接近或相等时,就会引起“共振”。在这种情况下,即使径向力的波幅不大,也会导致铁心变形、周期性震动和产生较大噪声。
(4) 定子变形后引起周围空气振动,从而产生噪声。这时,定子相当于一个声辐射器。
(5) 当铁心饱和时,将会使磁场正弦分布的顶部变得平坦,在磁场分布中加大了三次谐波分量,将使电磁噪声增加。
(6) 定转子槽都是开口的,气隙磁导在旋转时也是在变化和波动的。气隙磁场中出现了很多由于槽开口引入的谐波。
降低电磁噪声的方法:
(1) 合理选择气隙磁密。
(2) 选择合适绕组形式和并联支路数
(3) 增加定子槽数以减少谐波分布系数
(4) 合适的槽配合
(5) 利用磁性槽楔
(6) 转子斜槽
实践出真知~~~~~~~~~~
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