电机运行中的振动与噪声分析及其抑制策略

前言：

随着电机的广泛使用，电机运行时的振动和噪声问题也日益引起人们的重视。电机的振动与噪声不但会降低电机的运行稳定性和运行效率，而且会引起一些设备的故障，严重时会危及操作者的身体健康。所以，对电机的振振动与噪声进行分析和抑制就成了一个非常重要的研究课题。为此，从电机的设计、运行和维修方面，对电机的振动和噪声的成因进行深入研究，并提出相应的解决方案，以期为电机的设计、运行和维修提供理论基础和技术支撑。

一、电机运行中的振动与噪声分析

（一）振动源分析

电机在运行时所引起的震动与噪声，是严重地降低了机械的运行效率与寿命。对电机的振源进行研究，对了解其运行状态，提高运行稳定性具有十分必要的意义。电机的振源一般是由多种原因引起的，最普遍的是不平衡、轴承失效、电磁干扰、机械松以及装配问题。首先，电机的不均衡是产生震动的一个重要因素。在电机中，由于转子的质量不均衡，将会形成一股强大的离心力，使得整个电机在转动时受到不对称的扭矩，这样就会引起电机的振动。不均衡问题一般是由于加工和装配等方面的原因所致，最主要的是电机转子有偏，从而导致转动轨道出现不正常现象。其次，电机中存在的一些问题也是引起电机振动的主要原因。轴承作为支承转子转动的核心元件，其磨损、破损或缺机油会增大摩擦，从而引起转子的振动。

（二）噪声源分析

电机在运行时所引起的噪声往往是多个影响因子的综合影响，掌握其声源特性，进行有效的降噪处理是十分必要的。电机的噪声来源分为两种，一种是机械噪声，一种是电磁噪声。其产生的原因包括：轴承、静子的相互作用、齿轮的啮合和风扇的运行等。在使用过程中，轴承会因摩擦或摩擦而发生摩擦，引起振动，并发出噪声。

（三）振动与噪声的检测与诊断

由于电机在运行过程中产生的振动和噪声严重地关系到电机的运行效率和使用寿命，所以对电机的故障进行有效的监测和故障诊断具有十分重要的意义。电机振动和噪声一般是由于各种原因造成的，如内部结构、机械运动以及电机的电磁场等。通过对机组的振动、噪声进行实时监控，能够对机组中存在的隐患进行检测，从而防止机组的损伤，达到改善机组运行的目标。在对电机进行检测时，通常采用加速度传感器、转速传感器、位移传感器等传感器来采集电机运行时所发出的各种频率和幅度的振动信号。为了检测电机的运行状况，一般使用声压仪来检测电机运行时的噪声值，以此来判断电机的运行状况。

二、电机运行中的振动与噪声抑制策略

（一）优化电机设计

通过对电机结构的优化，能够有效地降低电机内部的机械谐振、气动噪声和电磁噪声，提高电机的运行效率和乘坐舒适度。首先，在进行电机设计时，需要进行合理的机械布置。比如，对转子、定子结构进行了合理的设计，保证了电机在运行过程中的受力均衡，消除了局部应力的集中现象。尤其是对静-静间气隙的设计，通过对间隙尺寸及均匀度的准确调控，可以降低因非均匀磁场而产生的振动。在转子的结构上，由于使用了更加精密的加工方法，使得旋转时的震动得到了明显的减小。其次，在电机结构的优化中，选用合适的材质也是一个很大的问题。采用优质的磁性材料、轴承、外壳材料，可以很好地吸震降噪。比如，使用高导电率的材质降低EMI，选用低噪声、高耐磨的轴承，可以有效地降低运行时的噪声及机器噪声。

（二）采用减振和隔振技术

电机在运行时，由于多种原因引起的振动与噪声，不但降低了电机的运行效率，而且还会引起外界的噪声。为了保证电机的正常运行，降低对周围的环境影响，需要进行高效的振动隔离。抑制振动是一种有效的方法，其方法是减小激振源的振幅，或者是改变激振途径。常见的处理措施有：加装减震垫，采用柔性接头，以及对支承结构进行适当的优化。通过对电机的减振，减小了各部分的相互干扰，达到了减振降噪的目的。比如，采用阻尼衬垫隔绝电机和地基的直接接触，减小对结构的振动转移；而挠性耦合可以有效地降低电机旋转部分产生的机械震动，防止多余的震动向其它装置或支承构件转移。其中，隔震是以切断电机的动力传递为目标，尤其是将电机与外界或其他设备的触点绝缘。常用的隔震方法有：在电机和地板、支座间采用橡胶或振动隔离等。利用这种弹性体的减震效果，可以使电机运行时的震动传递到外界，从而达到降噪目标。

（三）改善电机运行条件

在电机的运行中，振动与噪声是一个普遍存在的问题，需要加以解决。这些故障不但会影响到机器的正常运行，而且会缩短电机电机的使用寿命，严重时还会对周边环境及操作者的身体造成危害。所以，提高电机的运行状态，降低电机的振动与噪声，是提高电机运行效率、延长电机寿命的关键。首先，对电机的运行环境进行合理的选择与设计，以达到减振降噪的目的。选用适当的支承位置及支承结构，可有效地降低外界因素对电机运行的影响。比如，电机的底座要牢固、平坦，防止不均匀沉降或震动的传导，以减少谐振。另外，在安装电机及辅助装置时，要尽量避免引起不应有的机械共鸣，通常采用减振垫或软垫等材料来隔绝。其次，改善电机自身的设计与制作技术是降低电机振动与噪声的关键。

结语：

总之，处理好电机的振动和噪声，不但关系到设备的使用和安全性，而且还关系到生产环境的舒适性和身体健康。经过对振动来源的深入分析和降噪技术的革新，现代电动机的振动和噪音都得到了很大的改善。但随着电机技术的进步，新的噪音来源也有待深入研究与解决。在此基础上，提出了一种新的基于智能的电机减振降噪方法，该方法有望解决传统电机减振降噪问题中存在的一些关键科学问题，从而为我国的绿色生产和可持续发展提供理论支撑。

参考文献：

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