汽車空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)振動(dòng)和噪聲分析-

1、汽車空調(diào)鼓風(fēng)電機(jī)振動(dòng)和噪聲分析摘要:隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,人們對(duì)汽車質(zhì)量及舒適性要求的不斷提高,車內(nèi)噪聲控制問(wèn)題日益顯得突出起來(lái)。永磁直流電動(dòng)機(jī)是目前汽車空調(diào)用鼓風(fēng)電機(jī)的主要類型之一。其噪聲類型主要是電磁噪聲和機(jī)械噪聲,本文簡(jiǎn)單介紹了汽車空調(diào)用永磁直流電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中引起振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生的主要原因及基本解決措施。關(guān)鍵詞:鼓風(fēng)電機(jī); 振動(dòng); 噪聲Vibration and Noise Analysis of Blower Motor for Vehicle Air-conditionAbstract: Along with the development of automobile industry

2、, people has increased requirement for quality and comfort of automobile, noise issue inside vehicle become important. Permanent magnetic DC motor is one of the main types of blower motor that be used in vehicle air-condition. Its noise includes electromagnetic noise and mechanical noise. This paper

3、 simply presents the reason and basic solution of vibration and noise during manufacture.Key words: blower motor; vibration; noise0.前言對(duì)于電動(dòng)機(jī)振動(dòng)與噪聲的研究,起源于上世紀(jì)40年代,電動(dòng)機(jī)振動(dòng)與噪聲一直是困擾人們的難題. 引起電動(dòng)機(jī)振動(dòng)和噪聲的原因很多,大致可歸結(jié)為兩個(gè)方面: (1電磁因素;(2機(jī)械因素.下面從這兩個(gè)方面簡(jiǎn)單介紹一下汽車空調(diào)用永磁直流電動(dòng)機(jī)振動(dòng)和噪聲產(chǎn)生的主要原因及基本解決措施。1.電磁噪聲1.1識(shí)別方法: 依據(jù):氣隙磁場(chǎng)中磁密變化電磁噪聲變化

4、空載時(shí),從Ue下降(以不導(dǎo)致引起較大轉(zhuǎn)速下降為限度,轉(zhuǎn)速幾乎不變,可認(rèn)為機(jī)械噪聲不變。若電磁噪聲是主要噪聲,則隨U下降,噪聲下降,否則,電機(jī)噪聲級(jí)將不會(huì)有明顯變化。在消音室或半消音室,用頻譜分析儀分析其不同頻率下的波形,從而可以大致得出產(chǎn)生噪音的具體部位和原因。直流永磁電動(dòng)機(jī)的電磁噪聲頻率一般為f=Z*Q*n/60. (Z為諧波次數(shù),Q為轉(zhuǎn)子齒數(shù),n為轉(zhuǎn)速1.2 產(chǎn)生原因電磁噪聲來(lái)源于電磁振動(dòng),電磁振動(dòng)由電機(jī)氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁力所激發(fā),氣隙磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁力是一個(gè)旋轉(zhuǎn)力波,有徑向和切向兩個(gè)分量。徑向分量使定子和轉(zhuǎn)子發(fā)生徑向變形和周期性振動(dòng),是電磁噪聲的主要來(lái)源;切向分量是與電磁轉(zhuǎn)矩相對(duì)應(yīng)的作用力

5、矩,它使齒對(duì)其根部彎曲,并產(chǎn)生局部振動(dòng)變形,是電磁噪聲的一個(gè)次要來(lái)源。由于裝配氣隙不均勻,電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生單邊磁拉力。因此保證氣隙裝配均勻是防止振動(dòng)的必要措施。由于繞組匝間短路使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子徑向受力不均勻。1.3基本解決措施針對(duì)磁鋼對(duì)鐵心的齒槽效應(yīng)有兩個(gè)辦法:采用偏心氣隙和人字形磁鋼。選擇適當(dāng)?shù)臍庀洞琶?不應(yīng)太高,但過(guò)低又會(huì)影響材料的利用率;選擇合適的槽數(shù);為了減小齒槽引起的電磁噪聲,可縮小轉(zhuǎn)子的槽口寬度。采用轉(zhuǎn)子斜槽,斜槽能使徑向力沿電機(jī)軸線方向產(chǎn)生相位移,因此減小了軸向平均徑向力,從而降低了噪聲;定、轉(zhuǎn)子磁路對(duì)稱均勻,迭壓緊密;定、轉(zhuǎn)子加工與裝配,應(yīng)注意它們的圓度與同軸度,使氣隙均勻;

6、注意避免電磁力與機(jī)殼的固有頻率共振,可采用適當(dāng)?shù)膹椥越Y(jié)構(gòu)。2.機(jī)械噪聲2.1識(shí)別方法:機(jī)械噪音與外施電壓大小和負(fù)載電流無(wú)關(guān),噪聲大小常不穩(wěn)定。為進(jìn)一步確定噪音源的位置和判明主要噪聲源的部位,可用傳聲器靠近噪聲源進(jìn)行測(cè)量。a.軸向振動(dòng)噪聲一般在10001600Hz有明顯峰值;b.軸向串動(dòng)噪聲一般在50400Hz有明顯峰值;c.轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡噪聲頻率一般為f= n/60;d.換向器噪聲頻率一般為f= m*n/60;2.2 產(chǎn)生原因電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)部分的摩擦、撞擊、不平衡以及結(jié)構(gòu)共振形成機(jī)械噪聲。下面分部件對(duì)產(chǎn)生機(jī)械噪聲的主要原因進(jìn)行描述。a.軸的主要影響因素:強(qiáng)度,光潔度,直線度,軸承檔圓度。直線度和圓度不

7、良亦會(huì)影響換向器車削的圓度,導(dǎo)致?lián)Q向器噪聲。沖筋的高度控制亦至關(guān)重要。沖筋高度不足, 造成軸與鐵心間銜接強(qiáng)度欠缺, 電機(jī)在負(fù)載工作時(shí)容易損壞。沖筋高度過(guò)高, 在壓軸時(shí)容易出現(xiàn)擠壓瘤, 造成鐵芯變形, 軸彎曲。b.換向器的主要影響因素:材料、點(diǎn)焊影響、車削質(zhì)量等會(huì)影響換向器表面狀態(tài)(包括表面粗燥度、片間跳動(dòng)。表面狀態(tài)不良則會(huì)增大電刷與換向器的滑動(dòng)連接處產(chǎn)生的摩擦噪聲; 由于換向器變形、云母溝工藝不好,則會(huì)使電刷在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)周期性的撞擊換向片從而產(chǎn)生撞擊噪聲。換向器片的銅材料應(yīng)不易出現(xiàn)擠壓撕裂現(xiàn)象;換向器的填充材料應(yīng)能使換向器片牢固而不松動(dòng);點(diǎn)焊參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)時(shí),過(guò)量的電流會(huì)引起換向器片的大范圍發(fā)熱

8、,發(fā)熱越多,退火程度和面積越大,使得勾遠(yuǎn)端和近端的車削精度不一致,引起不規(guī)則磨損,導(dǎo)致?lián)Q向器噪聲。換向器表面應(yīng)清潔。c.電樞疊片的主要影響因素:沖片的尺寸精度、內(nèi)外圓同心度、毛刺、疊片是否整齊,如鐵芯疊壓不緊會(huì)引起振動(dòng)聲。由于沖制材料厚度不均勻引起疊層積累誤差,倘若能將疊片一分為二, 并旋轉(zhuǎn) 180°重新組合扣壓成型,可以較大提高動(dòng)平衡精度,改善噪聲。d.繞線的主要影響因素:線徑不均造成電樞的不平衡。a.壓軸工藝的主要影響:軸直線度、軸承檔破壞,軸與鐵心過(guò)度緊配。壓軸須防止電樞軸與疊片的傾斜、彎曲、變形。要求保證二者間有較好的同軸度。設(shè)備應(yīng)配備插軸力檢察裝置, 隨時(shí)對(duì)插軸力進(jìn)行監(jiān)控,

9、 剔除插軸力過(guò)大過(guò)小的產(chǎn)品。壓軸后測(cè)試鐵心跳動(dòng)量,剔除跳動(dòng)過(guò)大和軸彎曲的零件,有效控制不平衡偏差。b.繞線張力不一致或不合適,張力過(guò)小則繞線排列雜亂、松動(dòng);張力過(guò)大則繞線變形,均會(huì)造成電樞的不平衡。c.轉(zhuǎn)子不平衡是影響電機(jī)質(zhì)量的主要因素,使電樞在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng),同樣影響到對(duì)換向器的車削加工,導(dǎo)致?lián)Q向器噪聲。a.機(jī)殼:圓度、剛度b.磁鋼固定不牢固,a.電刷本身的主要影響因素:電刷是與運(yùn)動(dòng)件作滑動(dòng)接觸而形成電連接的一種導(dǎo)電部件。電刷的硬度、金屬含量、摩擦系數(shù)、弧度等是噪聲的影響因素。b.碳刷位置安裝不良、碳刷與刷架的配合不當(dāng)、碳刷壓力不適合、刷架的下端邊緣距整流子的距離不合適都會(huì)造成電機(jī)噪聲。電刷裝入刷架后,應(yīng)以電刷能夠上下自由移動(dòng)為宜,因此,電刷的四個(gè)側(cè)面與刷架內(nèi)壁之間必須留有一定的間隙。這個(gè)間隙既不宜過(guò)大,也不宜過(guò)小。間隙過(guò)小,可能造成電刷卡在刷架中,彈簧無(wú)法壓緊電刷,電機(jī)工作失去意義;間隙過(guò)大,電刷則會(huì)在架內(nèi)產(chǎn)生擺動(dòng),不僅出現(xiàn)振動(dòng)噪音,也出現(xiàn)火花,引起火花噪聲,對(duì)整流子或集電環(huán)產(chǎn)生破壞性影響。a.含油軸承引起的噪聲:軸承是電機(jī)中重要的零部件之一,是電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子的連接構(gòu)件,它承受了電機(jī)中各種力的激勵(lì)并傳遞激勵(lì)力,從而產(chǎn)生振動(dòng)和噪