直流电机的噪音主要来源于三个方面,空气噪音、机械噪音和电磁噪音。
1.空气噪音
大型的直流电机都会配备风扇,这个就是空气噪音的主要来源,空气流动而产生,风扇的大小、形状、直流电机的转速与风路都决定了噪声的大小。我们可以看一个空气噪音的基本频率(Fv)关系公式
Fv=Nn/60(Hz)
N:风扇叶片数;
n:直流电机的转速。
也就是说风扇的直径越大,直流电机的空气噪音也就会越大,可以假设下把风扇的直径减少10%,那么可以减小2-3dB的噪声。当风扇叶缘和通风室的间隙过小时,就会产生类似吹笛的噪音,尖锐刺耳。风扇叶形状结构不合理就会造成空气涡流噪音。还有风扇刚度不够,受气流撞击会产生振动也会产生噪音。
这种噪音只在工业直流电机中出现,针对空气噪音产生原因,采用一系列措施来减小空气噪音,如合理的设计改善风扇结构与叶片形状,避免涡流的产生,在条件允许的情况下,尽量缩小风扇的直径,保证风路通畅,减小空气撞击摩擦。另外,还可采用隔音的方法减小直流电机的噪音,在定子径向风道口附近放吸音材料,还有一种简单的方法用钢板或者木板把直流电机包围起来,据测试,可降低20分贝左右的噪音,不过这对直流电机的散热是不友好的,还会加大占用空间。
2.机械噪音
直流电机的机械噪音主要是碳刷与换向器摩擦的噪音(无刷直流电机没有)和轴承噪音以及转子不平衡噪音。
1.正常情况下,直流电机的轴承转动会产生自然声音。除了紧微型电机或减速电机,几乎没有问题。然而,轴承的自然振动和电机零件中材料的共振,由轴承方向上的恒定空气弹簧引起的转子的轴向振动,以及由润滑不良引起的摩擦声。
2.刷子有问题。带电刷或换向器的电机在使用时会发出噪音,但这是由电刷引起的噪音。
3.流体噪音、风机或由转子引起的通风噪音难以避免。在许多情况下,直流电机的噪音作为一个整体是难以避免的。除了由风扇的叶片或芯齿引起的气笛声外,还要注意通风的共振。
4.电磁噪声是由不平衡磁路或不平衡磁力和气隙电磁波产生的噪声,以及由磁噪声引起的磁通饱和或气隙偏心。