空調(diào)器風(fēng)扇驅(qū)動用電動機(jī)的噪聲降低方法

吳貴能  (重慶微電機(jī)廠)

     噪聲的大小是評判空調(diào)器質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，由于電動機(jī)的噪聲直接影響到空調(diào)器的整機(jī)噪聲，因此空調(diào)器生產(chǎn)廠家要求電動機(jī)的噪聲不得大于42db(a計(jì)權(quán))。這對于一般的電機(jī)生產(chǎn)廠家的確有相當(dāng)難度。本文介紹我廠試制生產(chǎn)的yyk系列家用空調(diào)器用電動機(jī)減小方法。

電動機(jī)噪聲的主要來源

    為了增強(qiáng)防水性能，家用空調(diào)器用電動機(jī)采用了全封閉結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子端環(huán)不帶扇葉，因此空氣動力噪聲很小。風(fēng)扇的噪聲與轉(zhuǎn)速n₆電磁力作用于定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中，其力波在氣隙中是旋轉(zhuǎn)的或是脈動的，力的大小與電磁負(fù)荷、電機(jī)定轉(zhuǎn)子槽配合的選取緊密相關(guān)。在設(shè)計(jì)中，通常需要選擇電機(jī)的計(jì)算和結(jié)構(gòu)參數(shù)，以保證****程度的削弱電磁力。

1．1電磁力

    電磁力作用于定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中，其力波在氣隙中是旋轉(zhuǎn)的或是脈動的，力的大小與電磁負(fù)荷、電機(jī)定轉(zhuǎn)子槽配合的選取緊密相關(guān)。在設(shè)計(jì)中，通常需要選擇電機(jī)的計(jì)算和結(jié)構(gòu)參數(shù)，以保證****程度的削弱電磁力。

1．2滾動軸承

    滾動軸承產(chǎn)生的噪聲與如下因素有關(guān)：

a．與軸承本身的制造質(zhì)量有關(guān)，即是指軸承在電機(jī)以外的專門試驗(yàn)裝置上旋轉(zhuǎn)時，能保證軸承外圈的振動最小。

  b．與軸承配合面的加工精度有關(guān)，也和轉(zhuǎn)子軸伸與軸承內(nèi)圈的配合、軸承外圈與端蓋軸承室的配合形式有關(guān)。

  c．與在軸承工作時外圈受力是否均勻有關(guān)。

2電磁噪聲的減小

2．1鼠籠轉(zhuǎn)子槽數(shù)的選擇

    定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)的良好對比關(guān)系對降低電動機(jī)電磁噪聲具有重要意義，研究表明，雖然電磁力是直接作用在齒上，但磁噪聲主要來源于定子磁軛的振動，其振動形式主要分為r=o～4五種至間形式，r表示作用于磁軛上的力波數(shù)。

    不同外徑大小的電機(jī)，在相同的r值下，其固有振動頻率各不相同，電機(jī)外徑越小，振動固有頻率越高。相同外徑大小的電機(jī)，在不同的r值下，其固有振動頻率也各不相同。當(dāng)電機(jī)外徑不大于200mm時，其固有振動頻率按r=4，0，3，2，依次降低。

    可見，應(yīng)當(dāng)在保證電機(jī)性能的基礎(chǔ)上，盡量使電機(jī)的外徑最小。然而電機(jī)的外形尺寸往往是由用戶給定。在選擇轉(zhuǎn)子的槽數(shù)時，應(yīng)當(dāng)盡量避免產(chǎn)生r=2的彎曲電振動，同時考慮到在正常和輕的工作條件下，為了降低噪聲，轉(zhuǎn)子槽數(shù)應(yīng)該比定子槽數(shù)多，因此這里優(yōu)先推薦轉(zhuǎn)子槽數(shù)取z2=z1+2p+4，這時定轉(zhuǎn)子構(gòu)成遠(yuǎn)槽配合。為了減小因轉(zhuǎn)子槽數(shù)較多而對氣隙磁導(dǎo)的不均度，轉(zhuǎn)子應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用閉口槽。若用開口槽，電機(jī)的氣隙相應(yīng)應(yīng)選得大一些。

    特別值得一提的是，在一般的電動機(jī)中，避免選用的z₂=z₁+2_p+4槽配合關(guān)系，在風(fēng)扇電機(jī)中卻可選用。因?yàn)楸M管這種配合會在電動機(jī)的起動過程中存在著同步附加轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)矩曲線下陷，但風(fēng)扇電機(jī)的起動不是一個大問題，而z₂=z₁+2_p+4使定子產(chǎn)生r=o的振動固有頻率較高，有利于降低電動機(jī)的磁噪聲，有的在2_p=6的電機(jī)里便采用了z₁/z₂=2₄／30的槽配合關(guān)系。

2．2電磁負(fù)荷及繞組形式的選取

    家用空調(diào)器用電動機(jī)的低噪聲要求電機(jī)的電磁負(fù)荷不能取得過高，一般，氣隙磁密應(yīng)當(dāng)控制為0．35～0．45t，對轉(zhuǎn)子選用閉口槽的電機(jī)可選上限值。

方案1為部分正弦繞組，方案2為常用繞組，方案3為****電密分布繞組。由計(jì)算結(jié)果可以看出，減少槽間導(dǎo)體的不均勻度能增強(qiáng)高次諧波的削弱程度。雖然此時基波繞系數(shù)有所下降，但由于跨距大的線圈導(dǎo)體數(shù)減少，其繞組用銅量并沒有明顯的增加。

    當(dāng)采用部分正弦繞組組成****電密分布繞組時，常常受到槽滿率的限制，這時可將定子沖片設(shè)計(jì)成異形槽。例如2_p=4，，z。=24單相電機(jī)大都采用部分正弦繞組，然而部分正弦繞組往往不是****電密分布繞組，減少部分正弦繞組槽間導(dǎo)體的不均勻度能增強(qiáng)高次諧波的削弱程度。例如有一臺電機(jī)2_p=4，z₁=24，m=4，其磁勢分布、高次諧波強(qiáng)度如附圖所示。

的沖片，采用異形槽后，能明顯增加沖片的利用率，對電磁負(fù)荷較大和定子采用氬氟焊接工藝的電機(jī)，導(dǎo)磁性能有明顯改善。