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減少和優化電機的結構傳播噪聲和空氣傳播噪聲的途徑有哪些?
發布時間: 2024-05-27 21:15 更新時間: 2024-12-29 09:10
電機發生的運動振動是以空氣傳播噪聲的形式從電機表面傳播,在軸和電機固定底座處則以結構傳播噪聲的形式傳播,在某種程度上,結構傳播噪聲轉化為空氣傳播噪聲進一步傳播到環境中。為了降低噪聲,一般的方法是中斷從源到傳輸路徑到耳朵的噪聲鏈,或者直接在噪聲源處減少噪聲的產生。如果這是不可能的,至少可以嘗試使噪音變得愉快或較少的反感,這項活動被稱為“噪聲優化”。通過對整個系統的優化來改變正在產生的噪聲,所采取的措施必須始終考慮到經濟因素。
絕緣和隔音
隔聲屏障可以通過隔音和隔振來實現,絕緣層必須與阻尼層明確區分,阻尼層中的振動能轉換為摩擦熱。在固體中,這種摩擦熱是由分子或相對較大的顆粒在體內相互運動引起的,也可由安裝在設備外部的材料(如泡沫、無紡布材料、彈性體)引起,并表現出很大的內摩擦。為了使這種材料也具有阻尼效應,它必須附著在表面的振動波腹處。換句話說,附著在振動引起材料Zui大變形的位置,這種材料通常被稱為絕緣材料,即使它不絕緣,也起阻尼作用。
對于液體,粘度具有阻尼效應,但僅與容器中液體的可壓縮性或顯著變形相結合,例如:水的阻尼能力很低,因為它的內耗很低,而且幾乎是不可壓縮的。油也幾乎是不可壓縮的,其顯著較高的粘度只有在通過狹窄的開口時才會產生阻尼效果,換句話說就是改變形狀,例如在減震器中。氣體是可壓縮的,但由于它們的粒子之間的距離很大,它們的內耗很低,因此阻尼能力很低。但是,如果氣體流過如屏風、過濾器、泡沫,或者如果氣體顆粒在這些屏障內振蕩,那么摩擦、聲壓和聲速就會增加,從而使聲音體積減小,聲能被“摩擦”成熱。因此,屏風、過濾器和類似的裝置都是消聲器。一般來說,絕緣和阻尼措施必須分開考慮,它們往往是相互排斥的。然而,在許多情況下,采用絕緣和阻尼措施是有意義的,只有它們是在正確的位置才可行。
減少聲輻射
通過封裝整個電機,可以顯著降低空氣噪聲對外部的輻射,在這種情況下,空氣噪聲的傳播是有限的,而且是“阻塞的”。在這種情況下,必須考慮由封裝本身引起的共振,以及空腔共振。通常,由于與驅動裝置或環境的連接,整個電機無法完全密封。在開口的情況下,必須注意實現與聲音傳輸有關的(聲波)阻力的理想失配,并避免令人不快的反射。用隔音材料覆蓋空腔有助于防止空腔共振,并有助于抑制空腔本身的振動。在消聲的情況下,與隔聲相反,聲能被“破壞”(轉化為摩擦)。在小型電機的情況下,由于與空間有關的原因,用絕緣材料覆蓋密封艙通常是不可能的,或者是由于成本原因。
輻射噪聲的表面可以通過為它們提供開口來減小,這會減小輻射表面的尺寸,也從根本上改變了表面的振動行為。這樣,固有頻率可以被移動,令人不快的振動模式連同它們的節點和波腹可以變得無害,附加的加強筋或支撐可以產生類似于開口的效果。
減少聲振傳遞
減少聲輻射而采取的措施也適用于防止電機振動通過軸和設備(或環境)中的電機安裝系統傳遞,然而,有一些一般的“成功秘訣”:盡可能安裝靠近Zui令人討厭的振動運動的節點位置,Zui重要的節點位于軸承附近,仍然存在的振動運動應盡可能降低力振動。換句話說,在振動方向上盡可能地靈活安裝系統,并且在給定的電機應用和其他條件(如傳輸沖擊)下具有盡可能小的阻尼。如果力的震動很小,可以采用附加小振動運動的部件,即重量很小(輕型設備)。對于設備重量大,特別是在安裝電機的區域,通常是有利的。當然,電機的振動質量、安裝系統的彈性和電機安裝附近設備的質量必須相互匹配,以便不會產生與不良運動頻率的共振,調整系統使共振低于工作點。其他措施,如使用主動重量減振器或減震器,在理論上也是可行的。
減少聲振激勵
消除噪音和振動zuihao在它們產生的地方減少,即源頭,在電機中,力和轉矩是必需的,它們常常不可避免地包括不需要的部件(振蕩轉矩、齒槽轉矩等),這是無法完全避免的。種類繁多,在目前遇到的電機概念中,其工作原理的變化也會導致各種噪聲的激發。異步電動機的性能與同步電動機不同(包括電子換向電機和步進電動機),直流電機的性能與壓電電機不同,因此,噪聲和振動激勵通常只能通過非常仔細地選擇合適的電機和合適的電機尺寸來Zui小化。
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