变频器驱动电机异常噪音的原因及解决方法.docx

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1、变频器驱动电机异常噪音的原因及解决方法目录1 .前言12 .变频器驱动电机异常噪音的原因22.1. 电机结构设计不合理22. 2.轴承故障22.2. 1.保持器声“唏利唏利”22.3. 2. 2.连续蜂鸣声“嗡嗡21.1.3. 漆锈31.1.4. 杂质音31.1.5. 高频、振动声“哒哒41.1.6. 升温41.1.7. 轴承手感不好41.3. 电机铸件不均匀51.4. 电机电磁噪声51.5. 变频器参数设置不当73 .解决变频器驱动电机异常噪音的方法104 .变频器滤波104. 1.概述101. 2.变频器滤波器的原理101. 2. 1.滤波器的基本原理102. 2.2.变频器滤波器的结构1

2、14. 2. 3.具体滤波方法114.1. 变频器滤波器的作用112. 3. 1.减少谐波114. 3. 2.降低电压畸变115. 3. 3.稳定控制124. 4.小结125. 结束语121 .前言随着工业自动化水平的不断提高，变频器已经成为了数字控制技术的重要 组成部分之一，被广泛应用于工业生产中的驱动电机中。然而，在使用变频器 驱动电机的过程中，很多用户会发现电机运行时会出现异常噪音，这种噪音一 方面会影响设备的运行效率和工作环境，另一方面也会缩短电机的使用寿命， 因此，解决变频器驱动电机异常噪音问题成为了一项急需解决的问题。2 .变频器驱动电机异常噪音的原因2.1. 电机结构设计不合理电

3、机结构设计不合理是导致电机噪声较大的主要原因之一。电机结构设计 不合理包括电机转子不平衡、轴向位移、电机铁芯密接不当、铁芯间隙不均等 因素。L材料选择不当：电动机的材料选择与其工作条件密切相关，如果选择的材 料强度不够，可能导致电机在高负荷工作时产生变形或断裂，从而影响效率。2 .不合理的电机结构：电动机的结构设计应合理，包括转子、定子、轴承等 部件的匹配和配合。如果结构设计不合理，会导致能量损耗增加，效率降低。3 .制造工艺不良：电动机的制造工艺直接影响其运行效率。如果制造工艺不 良，例如绕组接触不良、转子不平衡等，会导致电动机运行时出现振动、噪音 等问题，影响效率。2. 2.轴承故障轴承的

4、质量和安装状态对电机噪声和寿命有着较大影响。轴承表面磨损、 损坏或者轴承内部滚珠、滚道的损坏都会使电机产生异常噪音。2. 2. 1.保持器声唏利唏利”原因分析：由保持器与滚动体振动、冲撞产生，不管润滑脂种类如何都可 能产生，承受力矩、负荷或径向游隙大的时候更容易产生。解决方法：1、提高保持器精；2、选用游隙小的轴承或对轴承施加预负荷；3、降低力矩负荷，减少安装误差；4、选用好的油脂。2. 2. 2.连续蜂鸣声嗡嗡原因分析：马达无负荷运转时发出类似蜂鸣一样的声音，且马达发生轴向 异常振动，开或关机时有“嗡声音。具体特点：多发润滑状态不好，冬天且两端用球轴承的马达多发，主要是 轴调心性能不好时，轴

5、向振动影响下产生的一种不稳定的振动。解决方法：1、用润滑性能好的油脂；2、加预负荷，减少安装误差；3、选用径向游隙小的轴承；4、提高马达轴承座刚性；5、加强轴承的调心性。注：第五点起到根本改善的作用，采用02小沟曲率，（H大沟曲率。2. 2. 3.漆锈原因分析：由于电机轴承机壳漆油后干，挥发出来的化学成分腐蚀轴承的 端面、外沟及沟道，使沟道被腐蚀后发生的异常音。具体特点：被腐蚀后轴承表面生锈比第一面更严重。解决方法：1、把转子、机壳、晾干或烘干后装配；2、降低电机温度；3、选用适应漆的型号；4、改善电机轴承放置的环境温度；5、用适应的油脂，脂油引起锈蚀少，硅油、矿油最易引起；6、采用真空浸漆工

6、艺。3. 2. 4.杂质苜原因分析：由轴承或油脂的清洁度引起，发出一种不规则的异常音。具体 特点：声音偶有偶无，时大时小没有规则，在高速电机上多发。解决方法：1、选用好的油脂；2、提高注脂前清洁度；3、加强轴承的密封性能；4、提高安装环境的清洁度。2. 2. 5.高频 振动声哒哒具体特点：声音频率随轴承转速而变化，零件表面波纹度是引起噪音的主 要原因O解决方法：1、改善轴承滚道表面加工质量，降低波纹度幅值；2、减少碰伤；3、修正游隙预紧力和配合，检查自由端轴承的运转，改善轴与轴承座的精 度安装方法。2. 2. 6.升温具体特点：轴承运转后，温度超出要求的范围。原因分析：1、润滑脂过多，润滑剂的

7、阻力增大；2、游隙过小引起内部负荷过大；3、安装误差；4、密封装备的摩擦；5、轴承的爬行。解决方法：1、选用正确的油脂，用量适当；2、修正游隙预紧力和配合，检查自由端轴承运转情况；3、改善轴承座精度及安装方法；4、改进密封形式。2. 2. 7.轴承手感不好具体特点：用手握轴承旋转转子时感到轴承里面杂质、阻滞感。原因分析：1、游隙过大；2、内径与轴的配合不当；3、沟道损伤。解决方法：1、游戏尽可能要小；2、公差带的选用；3、提高精度，减少沟道的损伤；4、油脂选用。2. 3.电机铸件不均匀电机铸件不均匀会使电机受到一些扭矩和振动，从而产生噪音。一、铸件壁厚不均匀的影响铸件壁厚不均匀是指铸件内部壁厚

8、存在差异，往往会导致薄壁处出现缩孔、 气孔等缺陷，严重影响铸件的使用寿命和安全性。具体表现如下：L缩孔：出现在铸件内部薄壁处，由于铸件表面冷却速度比内部慢，会导致 铸件表面收缩而内部松散。2 .气孔：由于壁厚不均匀导致某些部位温度过低，使得液态金属直接将气体 溶解，凝固后逐渐析出气泡。3 .裂纹：壁厚不均匀导致某些部位热应力集中，易造成裂纹。二、铸件壁厚不均匀的解决方案为了避免上述问题，需要采取以下措施：L优化工艺参数：严格控制铸造温度、浇注速度、填充时间等参数，使液态 金属均匀填充铸型，从而获得均匀的壁厚。4 .采用辅助技术：包括模具加热、辅助填充、高温保温等方法，可提高铸件 表面温度，缩小

9、壁厚不均匀的程度。5 .通过加工、修复等手段对壁厚不均匀的铸件进行局部加固，增强其使用寿 命。总之，铸件壁厚不均匀是铸造中常见的问题，针对不同情况，可以采取不 同的解决方法。通过对工艺参数的优化和辅助技术的引用，可以有效减少铸件 的缺陷率和提高铸件质量。2. 4.电机电磁噪声电机在运行时会产生电磁噪声，这种噪声主要是由电机线圈中的电流和电 压引起的。当电机转速越高，电磁噪声也会越大。所有噪声源于通过空气、液体或固体材料传播压力波的机械力，人类听力 范围内的噪声频率通常在20 Hz至20 kHz之间。电机中的磁噪声也称“电磁”或 “电噪声，由磁化部件在其交变磁场中的吸引力和排斥力产生的机械力（如

10、压力） 引起的。交变磁场以两倍的线频（如嗡嗡声）激发振动和噪声，仅在电机通电 时，如果断电后噪音立即停止，则其来源是磁噪声。磁噪声通常是二极和四极电机的第二大噪声源（风阻是第一大噪声源）， 也可能是六极或更多极电机的主要噪声源。这主要是因为低速磁芯的定子残留 硅钢片的深度比极数较少的高速磁芯的定子深度小（见图1） , 2极和6极定子 铁芯中的残留硅钢片，这使得它们更容易变形，并因较小的力产生更大的振幅 振动。由于气隙较小以及轴承和壳体配合超差的偏心效应，具有六个或更多极 的低速电机容易产生更高的噪声级。图1如果磁噪声是其主要来源，则当施加负载时，电机的整体噪声会增加，通 常，对于二极和四极电机

11、，空载和满载时的总噪声级差异很小，但对于六极或 更多极的电机，差异可能很大。电机设计师通过使气隙尽可能大（同时保持可 接受的功率因数）来管理磁噪声，它们可以减少由气隙变化引起的磁力，并通 过使用更长的磁芯来降低气隙磁通密度，从而通常提高功率因数。另一个考虑因素是闭合槽不会导致磁噪声增加，这解释了为什么设计师更 喜欢闭合槽转子，他们也喜欢为随机绕线定子提供最小开口的半封闭槽，尽管 更宽的槽开口会使绕组更容易插入。磁噪声的一种相关形式是滑动噪声，这种相对较低音量、较低频率的高频 成分跳动可能会令人反感，因为它是间歇性的。作为滑动的一个函数，在负载 下更为明显，频率随滑动而直接变化。原因可能包括转子

12、棒或端环打开，但打 滑噪声通常与转子的均匀性缺陷有关，补救措施是更换新转子。转子槽的倾斜可以降低磁噪声，但对于最佳倾斜槽的数量，甚至是计算其 对产生的噪声的影响的准确方法，还没有一致意见。一个常见的建议是倾斜转 子，至少有一个转子或定子槽（以槽数较少的为准），任何较小的偏差都不会 显著降低磁噪声，较大的偏差通常会降低电机性能。不均匀的气隙会导致不平衡的磁拉力，在最小气隙的方向上会产生更强的 磁力，这会使定子、转子和机架变形，同时产生电磁噪声，在降低的电压下运 行电机是一个简单的诊断工具。例如，如果电机在全电压下发出噪音，但在额 定电压的一半时声音良好，则应关注气隙和诸如外壳加工不当或转子偏心等

13、问 题。气隙不均匀的原因有：偏心转子偏心定子弯曲的轴轴颈加工与转子体不同 心轴承箱（或套筒轴承）不同心端部支架与定子的配合不同心变形的外壳。与 两极电机相比，制造差异对低速电机磁噪声的影响更大，这是因为四极或多极 电机的气隙比二极电机小得多，这使得它们的误差幅度小得多。结论：确定电机中的噪声源通常比纠正它更具挑战性，一种有条不紊的调查方法 可以缩小可能性，让解决问题变得更容易。如果噪声是由电机设计中的某些因 素（例如制造缺陷或异常）引起的，则解决方案是找到电机中的主要磁噪声产 生的原因以及选择合适的减少或消除它们的方法。2. 5.变频器参数设置不当变频器是用来控制电机速度的设备，因此变频器参数

14、设置不当也会导致电 机产生异常噪音。比如，频率跳变、输出电压波形失真、电流失真等都会影响 电机的运行效果和噪声情况。1）控制方式即速度控制、转距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根 据控制精度进行静态或动态辨识。2）最低运行频率即电机运行的最小转速，电机在低转速下运行时，其散热性能很差，电机 长时间运行在低转速下，会导致电机烧毁。而且低速时，其电缆中的电流也会 增大，也会导致电缆发热。3）最高运行频率一般的变频器最大频率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高频率将使电机高速 运转，这对普通电机来说，其轴承不能长时间的超额定转速运行，电机的转子 是否能承受这样的离心力。4）载波频

15、率载波频率设置的越高其高次谐波分量越大，这和电缆的长度，电机发热， 电缆发热变频器发热等因素是密切相关的。5）电机参数变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参 数可以从电机铭牌中直接得到。6)跳频在某个频率点上，有可能会发生共振现象，特别在整个装置比较高时；在 控制压缩机时，要避免压缩机的振点。7)加减速时间加速时间就是输出频率从O上升到最大频率所需时间，减速时间是指从最 大频率下降到O所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。 在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率 以防止过电压。加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流 失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使 再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中 常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电 流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原 则，重复操作几次，便可确