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永磁直驱电机的振动和噪声抑制方法

2024-02-01 11:50:25

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    随着 永磁直驱电机 在工业自动化中,如何有效抑制其振动与噪声成为人们关注的重要问题,永磁直驱电机由于其特殊的工作原理和结构特点,容易产生较大的振动和噪声,影响设备的正常运行。

    这些是应用中的永磁直驱电机。

    永磁直驱电机振动和噪声的原因

     

    永磁直驱电机非常高效可靠,但其中相当一部分电机存在振动和噪音问题。这些问题通常来自几个关键领域,包括电磁场不均匀、机械不平衡、轴承问题和冷却系统故障。

     

    不均匀电磁场

     

    电磁场不均衡是永磁直驱电机产生噪声和振动的主要原因之一。由于采用永磁励磁,这可能是磁场分布不均衡的原因。这会导致电机运行时径向和切向力矩波动。

     

    例如,变化的磁场会导致电机定子和转子内部发生振荡,这通常被称为振动。在实时情况下,这可能会以周期性噪声或振动模式出现,其周期取决于转速。前面已经指出,这种振荡会产生非常大的噪声,其特点是分贝大,振幅大,可达微米级。这可能需要对磁场分布进行严格调节,或许可以通过电机控制系统内的复杂算法来减少这些波动。

     

    机械不平衡

     

    永磁直驱电机振动和噪音的另一个重要原因是机械不平衡。通常,这种情况发生在转子不平衡时。即使是最小的不平衡也会因电机旋转而产生周期性的离心力,从而产生振动和噪音。

     

    对于工业电机的现场测试,转子上仅几克质量的不平衡就可能产生强大的振动力,从而导致高噪音水平,通常甚至高达 70-80 dB;这将变得非常成问题,特别是如果与操作区域/环境相关的严格性很高。因此,需要非常定期地维护和精确平衡转子。先进的诊断工具可以在不平衡的运行后果显现之前很久就检测到不平衡,从而及时采取纠正措施。

     

    轴承问题

     

    永磁直驱电机振动和噪声的第二大常见原因是轴承缺陷。轴承磨损、松动或润滑不足可能是由长时间运行引起的。所有这些缺陷都可能导致电机部件摩擦增加和运动不均匀,从而导致振动和噪声。

     

    一项关于电机轴承的研究表明,磨损的轴承会使噪音水平增加高达 15 分贝。这种噪音通常是隆隆声或磨擦声,可以通过振动分析工具拾取。润滑不良的轴承也会导致发热量增加,从而加剧问题。为了避免这些问题,应制定定期维护计划,以确保轴承润滑良好并在需要时更换。

     

    冷却系统问题

     

    冷却系统对于永磁直驱电机的运行稳定性至关重要,但冷却系统出现问题会导致电机内部温度波动,这种温度变化可能引起热变形和热应力,从而增加振动和噪声。

     

    如果由于某种原因冷却系统运行不正常,那么电机的某些部分就会过热,从而导致膨胀和收缩循环,这可能会导致结构错位或间隙,从而产生振动。一项研究报告称,由于冷却系统故障引起的热应力,电机振动水平的振幅最多可增加 30%。研究发现,这些振动与温度峰值直接相关,凸显了稳定的冷却系统的重要性。通过定期检查和维护确保冷却系统正常运行对于最大限度地减少这些温度引起的问题至关重要。

     

    总之,导致永磁直驱电机振动和噪音的各种原因包括电磁场不均匀、机械不平衡、轴承缺陷和冷却系统故障。需要结合先进的诊断工具和定期维护来进行这些修改和精确的工程调整。了解和减轻这些原因将提高这些电机的性能和使用寿命,从而实现更平稳、更安静的运行。

     

     

     

     

    振动和噪声的抑制方法

     

    抑制永磁直驱电机的振动和噪声可以从以下方面入手:

     

    它可以优化设计和制造过程: 在设计和制造过程中,应注意提高磁场间隙的均匀性,减小磁场间隙的尺寸,采用精密的工艺,选择合适的材料,以保证磁隙设计合理,不产生不必要的振动。同时,应加强质量控制,特别是在装配过程中,利用动平衡机或精密加工工艺,保证各零部件的平衡,尽量减少不平衡对电机的影响。

     

    电磁设计优化: 它也可以通过电气设计来实现,以尽量减少电机输出端的谐波幅度,或通过调整定子和转子参数来实现适当的电磁刚度。

     

    机械天平校准: 对电机转子进行精确的动平衡校准,确保其处于机械平衡状态,有助于最大限度地减少振动和噪音的发生。

     

    选用优质材料: 结合定期检查和维护,选择低噪音材料可以改善永磁电机的噪音。

     

    冷却系统优化: 合理设计冷却系统及安装,保证冷却液流量和温度的稳定,减少温差引起的热变形和热应力,降低电机的振动和噪声。

     

    阻尼技术: 它在电动机结构上增加阻尼材料或橡胶隔振垫、阻尼器等阻尼结构,使其有效的吸收和转化电动机的振动能量,进一步降低电动机的振动和噪声。

     

    主动控制技术: 采用模糊控制、神经网络控制等现代控制技术对电动机采取主动控制措施,降低了电动机的振动和噪声。

     

    隔音包覆技术: 吸音材料排列于电机表面,可有效吸收及反射声波,有效降低震动及噪音。

     

    定期维护和检查: 永磁电机需要定期进行维护和检查,及时发现问题并处理,以保持电机良好的运行状态,有助于降低噪音和振动。

     

    控制导致电机振动和噪声的环境因素; 例如保持设备周围环境的清洁、避免强磁场干扰等,通过控制这些环境因素,可以最大程度地减少对电机运行的影响,降低电机的振动和噪声。

     

    智能监控技术应用: 采用振动监测系统、声音分析系统等智能监测技术,对电机的实时振动、噪声进行监测和分析,及时发现潜在的振动、噪声问题,为预防性维护提供有力支持。

     

    以上几种方法不能孤立地使用,而应综合考虑、配合使用,综合运用。实际生活中,由于电动机的类型、工作条件和具体使用要求的不同,要灵活选用其中的一些方法,才能达到消除振动、噪声的最佳效果。

    永磁直驱电机在实践中可能会产生噪音。

    结语

    通过综合应用、优化电磁设计、机械平衡校正、选用优质轴承、优化冷却系统等措施,可以有效降低电机的振动噪声。定期进行维护检查,控制影响电机振动噪声的环境因素,保持电机良好的运行状态,减少振动噪声的产生。此外,还可以利用智能监测技术对振动噪声进行监测分析,及时发现潜在问题并进行预警,为预防性维护提供有力支持。永磁直驱电机在实际运行中,应根据具体情况选择具体的抑制方法,抑制其振动噪声。

     

    As 中国的 领先的永磁电机供应商, 恩能的  TYDP系列直驱无齿轮 电机 发现 在工业生产中得到广泛应用,由于转子采用永磁体提供磁场,工艺可靠,尺寸灵活,设计功率从几十瓦到兆瓦不等,同时随着转子中永磁体的增减,可以很容易地改变电机的极数,使PMSM的调速范围相对较宽。

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