异步电动机噪声的判断与分析

中小型三相异步电动机的噪声可分为通风、机械、电磁三种噪声。简单的区分标志是：因通风噪声由气体流速决定，所以其噪声只有在接近额度转速时才会明显。机械噪声是只要电动机转动即有表现，低速时有间断或周期性噪声，高速为连续性高频噪声。电磁声是在电动机通电后才会产生，断电后此噪声即刻消失。实用的判断手法是：利用突然断电后，电动机转子由额度转速到静止状态这一自由旋转过程中噪声的变化来分析噪声源的性质。
1：通风噪声的产生和降低噪声的途径
       通风噪声不直接危害电动机的正常运行，但它产生的音响频带很宽。产生此类噪声的主要原因有：
 （1）：冷却空气经电动机时产生的环流气体；
 （2）：风扇叶片旋转时空气受到冲击；
（3）：通风零部件变形或松动；
（4）：风扇叶片和风扇罩形状不规则或制作粗糙；
（5）：定子绕组端部（为通风进排口）处理不当。
    通风口以同心圆且呈喇叭形的有利于进排风而降低噪声。电动机表面光滑，散热道呈流线型，有利于减少风阻和防止气体涡流形成。使用大阻尼材料（如尼龙塑料）为原料的风扇叶片产生噪声较小。机翼型风叶产生气体涡流最小。实践证明，风扇叶片外径与风扇罩间隙大于叶片外径15%，可使噪声将2-3分贝。风叶上有损伤或电动机散热道上有毛刺，极易产生高频噪声。风扇罩部分堵塞后，进风口截面积减小，气体阻力加大而产生“呼呼”声响。轴流式风扇叶较离心式风叶噪声降低8%。风扇罩松动后会产生一种轻微的金属敲击声。风扇罩栅格碰凹后，与风扇叶相碰撞，发出金属摩擦声，风扇叶轴向松动也可产生类似情况。固定风扇时靠近电动机端盖或叶片变形与端盖相摩擦，产生不间断的刺耳噪声。定子绕组应绕制均匀，捆扎牢固，端部整形最好用专用磨具成形，利于气体流动，减少气体阻力和冲击及防止涡流的形成。转子和其端部鼠笼条在运转时产生的气流扩散，可发出较宽频带的音频声，但多为风扇引起的噪声所掩盖。开启式和大型电动机定、转子均有径向通风道，正常情况就是脉冲气流，若在通风道有突出障碍物则可形成具有离散频率的汽笛音频声。
2：机械噪声症状判断与防止
     在电动机传动部件中轴承的工作状态最为恶劣，轴承故障噪声机会较多。轴承在负荷力作用下各零件发生变形，而旋转和变形所引起受力或传动部件的摩擦与振动是其发出噪声的根源。
轴承径向或轴向游隙过小将增加滚动摩擦力，运动时会产生一种金属挤压力。若游隙过大，不但使轴承受力不均，而且使电机定转子间气隙发生变化，均使噪声增大，温升提高，振动加剧。轴承的游隙为8-15um，现场一般难以测量，靠手感来判断。
选用轴承应考虑到：（1）轴承与轴及端盖的配合导致的游隙缩小。（2）工作时内外圈的温差造成游隙变化。（3）轴和端盖因膨胀系数不同致使游隙改变。轴承额度寿命哟60000h，因使用维修不当，实际有效使用寿命仅为额定值的20-40％。
轴承和轴配合采用基孔制，且轴承的内径公差是负方向，所以配合较紧，若没有正确的工艺和适当的工具，极易在装配过程中损伤轴承和轴颈。拆卸轴承应使用专用拉具。使用压力机（千斤顶）装配轴承的办法有两种：（1）轴静止，把轴承压到转轴上；为保证轴承端正并压到位，应加工一内径比轴大2mm，壁厚10mm左右装配管。（2）小型电机把轴承固定，将轴压人轴承内，为此应在轴承下垫内径比轴承内径大2mm的两半圆垫片。因端盖与轴承配合采用基轴制，一般装配困难较小。
端盖因加工不同心或转轴弯曲而产生偏心，转动后使轴承摩擦力和噪声加大。轴承内润滑脂过多，中低速运行会产生液击声响，高速时会出现不均匀的泡沫声；这是因润滑脂在滚珠搅动下，其分子内外摩擦加剧而稀释所造成。严重稀释的润滑脂渗漏到定子绕组上，妨碍其散热并影响其绝缘。通常润滑脂充填轴承空间2/3为宜.轴承缺油时会产生一种声音,高速则为“吱吱”声，并伴随有冒烟迹象。润滑脂中杂物带入轴承内，可能产生断续而不规则的石子破碎声，这是因杂物在滚珠带动下其位置变化无常所致。据统计，轴承损坏原因中润滑脂污染占30%左右。为便于保管和使用，若能生产牙膏状的各种型号润滑脂将会受到消费者欢迎。轴承内部产生周期性的“咔噔”声，用手转动感到某点很吃力，则应怀疑滚道上有点蚀或撕脱现象。轴承内发出断续的“哽哽”声，人工转动可有不固定死点，此情况说明滚珠破碎或滚珠架损坏。轴与轴承松动不严重时会产生不连贯的金属摩擦声，严重时发生“啃轴”故障，旋转困难。轴承外圈在端盖孔中爬行时，会产生强烈且不均匀的低频噪声和振动（带有径向负荷后则可能消失）。在轴或端盖上镶套及在轴颈上堆焊在车削都能根除松动。因条件所限，用环氧树脂粘胶可修复轻微松动，但严重时（0.3mm以上）此法难以保证同心位置。在轴颈上滚花或人为制造均匀的毛刺麻点作为防止轴颈松动的一项应急措施，虽然可速见成效，但重复使用可能性小，所以此法应用受到一定限制。因轴承内外环均系薄形零件而易变形，若轴上存在波纹就会反应到轴承内外环上而产生振动和噪声，所以就要求轴颈粗糙度小于0.8,。因碰撞或装拆轴承时猛烈敲击而使轴颈变弯、或端盖孔椭圆及轴承损坏严重，可使气隙异常，轻度时单边磁拉力使电机性能变坏，严重时造成定转子“扫膛”故障，人力盘车很难旋转一周，此时启动困难，并有冒烟可能，机身振动剧烈，声音深沉如牛吼。端盖上有裂缝或紧固螺栓松动，可使同心度失常，形成振动和噪声加剧，甚至不能转动。轴承径向负载大于轴向时，每个滚珠上受力不同，甚至只有几个滚珠受力，此时滚珠与滚道间接触变形，旋转是这种变形为周期性，轴心也随之振动并发出噪声。地脚螺栓、基础不牢振动和噪声随负荷轻重变化，此噪声频率低且振幅较高，如不及时排除则连续损坏轴承。定子绕组绝缘物高出槽口并与转子相摩擦时，虽不影响电机运行，但却能发出一种声强不大但教清脆的“哗啦”声，此音频由转子槽数和转速决定。轴承存在故障一般伴随振动与高温，用手背紧靠轴承部位坚持两分钟，表明温度在65℃以下，否则应考虑轴承的工作状态是否正常（用手背接触漏电外壳时会自然收缩而脱离危险）。其他传动件振动所发出的噪声，可与轴承故障混淆，实际上有时轴承仅起传递作用。联轴器安装倾斜不同心度超过0.02mm就可产生振动，不同心度大于0.08mm，振动与噪声加剧。把医用听诊器的听头改为橡皮管便于和壳体接触来监测，可有效排除现场中其他声响干扰，同时也能准确判断噪声产生的具体部位，但要适当调节传声通道截面积（管径），否则噪声振耳难以忍受。
3：电磁噪声原因与分析
       电磁方面的正常噪声主要来源于：（1）：铁心内磁带伸缩所引起的两倍于电磁频率的蜂鸣音响。（2）:转子导体在旋转经过定子磁极时，气隙中磁势产生沟槽谐波力作用在转子上使其振动并发出噪声，此音频由转子槽数和转速决定。上述两种噪声合成表现为交流“嗡嗡”声，负荷加重后此声稍加深沉。
缺相运行时“嗡”声加剧，电流、温升、振动明显加大，转速下降，这是因负序转矩存在，合成转矩下降而导致转差增大之缘故。缺相启动相当于制动状态的堵转，△形接绕组两相绕组可产生“移进磁场”，因而有一定启动转矩，但已非旋转磁场，所以空载启动可能发生转向不定症状，轻负荷启动时间延长且产生沉重的“吭吭”声响，犹如定转子相擦之故障而难以启动，但用人力转动灵活自如，无异常。显然通电的两相绕组易烧毁。用钳形电流表测电机三相引线总电流（理论上要求为零值），若其值为1/5线电流以上时及应认为是缺相依据。绕组内部断路或Y形缺相则启动困难，用双臂电桥测其内阻不会平衡。电控器件或馈线一相断路后在电机端测三相对地应有明显差别，但若属于接触电阻增大之故障则三相电压差别不悬殊，因电压表内阻远大于接触电阻值，根据串联电阻分压关系式可知电压大部分降落在内阻较大的电压表上。如RTO熔断的，电弧使熔体飞溅在受潮的石英砂填料上，使其成为一个数十欧姆的导电器件。可见用试电笔或电压表的测试结果来作为是否缺相的依据，无疑会把判断引人歧途。供电变压器是否缺相，可用测其中性点电压或中性线中电流值来确定教为简便。因变压器三相磁路封闭及二次绕组并联各种负荷较多之故，当高压缺相后二次三相电压可能相差无几而使判断失误。定子绕组有轻微的接触不良或漏电时会产生微弱的“嘶嘶”放电声，较严重时将成“噼啪”声甚至冒烟起火。Y接误为△接或电压偏高时“嗡”声宏亮，电流升高，转速稍有上升。△接误为Y接或超载运行时“嗡”声沉重发闷，机身振动转速稍有下降，电流增加。调整变压器分接头位置可解决供电系统电压偏低问题。局部电压偏低应考虑力率不高，线损过大或供电线距过长。移相电容器分散安装，对于补偿端电压和减少线损都是有益的。
转子或定子铁心整体松动后，在启动、停车或负载突变时会产生金属撞击声。铁心内部有气隙或松动时偶尔会产生不规则的蛙叫声。铁心轴向位移而不能复原，导致铁心有效截面积及绕组阻抗减小，电流和噪声距增，启动特性和效率下降。因拆除绕组方法不当把定子端部硅钢片拉开，运行时会产生金属片抖动声，同时对绕组绝缘也有威胁，用粘胶或取掉个别有害硅钢片，对电机的整体性能无妨碍。一相接反后运行中与缺相类似，空试时在外力作用下方可启动且转向不定，带负荷启动困难。一个极相组接反或绕组有匝间短路时，均使旋转磁场发生畸形加大了振动和噪声，此时三相电流不平衡。转子断条后振动和嗡声加剧，电流表指针抖动，幅度较大，尤其在低速电机中表针摆动更为明显。定子绕组端部因捆扎和浸漆干燥不当，使绕组不能形成一个牢固整体，个别导线在电磁力作用下可产生抖动并发出蚊叫声。因气隙和槽配合均非设计值，检修后装错了转子，即使能勉强运行，三相电流和噪声剧增，电机也不能使用。