Шумы в электрических машинах

Работа электродвигателя почти всегда сопровождается шумом. Шум в электродвигателе может возникать вследствие различных причин, которые можно подразделить на три основные группы:механические, магнитные и вентиляционные.

Механические шумы в двигателе появляются из-за нарушений в балансировке ротора и тех элементов, которые сочленяются с валом двигателя. Кроме того, нередко шумы появляются из-за работы подшипников (причем двигатели с роликоподшипниками шумят громче, чем моторы с шарикоподшипниками). В двигателях постоянного тока шум обусловлен работой щеточно-коллекторного узла.

Понижение шумов электродвигателя, вызванных механическими причинами, может быть достигнуто одним или несколькими методами:

проведение балансировки ротора,
замена подшипников,
более надежное крепление щеткодержателей,
притирка щеток к коллектору.

Следующая группа шумов – это шумы вентиляционного происхождения. Возникают они по следующим причинам:

пониженная жесткость вентилятора, из-за которой возникают вибрации при работе мотора,
вихри, возникающие при прохождении охлаждающего воздуха,
резонирование конструкционных элементов, имеющих тонкие стенки – жалюзи, кожух вентилятора, направляющие щитки. При прохождении вентиляционного потока эти элементы могут быть затронуты им, и возникнет шумный резонанс,
неверное соотношение количества лопаток вентилятора и количества входных\выходных отверстий.

Понизить вентиляционные шумы можно, используя вентилятор более жесткой конструкции, который не будет вибрировать при работе. Также средствами снижения шумов могут быть балансировка и формирование в электродвигателе аэродинамического напора, который будет исключать образование вихрей при работе вентилятора.

Еще одна разновидность шумов – магнитные. Шумы двигателя данного типа возникают из-за действия электромагнитных сил, которые образуются вследствие периодического перемагничивания конструктивных элементов мотора при прохождении тока по обмоткам или во время вращения. Так, например, имеет место пульсация магнитного потока при прохождении зубцов и пазов статора над зубцами ротора.

Снижение магнитных шумов достигается грамотным подбором соотношения количества пазов в сердечниках ротора и статора. Также средствами снижения шума могут быть: скос пазов на якоре и использование полузакрытых пазов (см. рисунок ниже).

Измерение шумов электродвигателя

Измерение шумов выполняется при помощи специального шумомера. Данный прибор отображает интенсивность шума в дБ. Вместо шумомера может применяться частотный спектрометр.

Все электродвигатели подразделяются на 4 класса в зависимости от того, какие требования к уровню шумов предъявляются:

Первый класс – особых требований к уровню шума нет.
Второй класс – электродвигатель имеет малошумные подшипники качения и специальную конструкцию системы вентиляции, также обеспечивающую пониженный уровень шумов.
Третий класс – электродвигатель имеет вентиляционную систему сниженной эффективности либо вообще не оснащен данной системой. В двигателе применяется меньшее количество активных материалов, а также используются малошумные подшипники скольжения.
Четвертый класс – в электродвигателе установлено специальное устройство для понижения уровня шума (например, звукоизоляционный кожух).

Снижение шумов электродвигателя также может достигаться при помощи использования звукопоглощающего покрытия или глушителя специальной конструкции. В последнем случае глушитель должен иметь форму спирали и представлять собой продолжение выходного потока. В целях увеличения площади шумопоглощающей поверхности внутри глушителя устанавливаются перегородки, расположенные перпендикулярно потокам воздуха.