分析变频电机电磁噪声的特点及抑制措施

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1、万方数据第46卷201(1慧雾215期9)(EXPLOSION-PROOFl5951ELECTRICMACHINE)防爆'龟机第46卷(总第)防脊1芝刀b分析变频电机电磁噪声的特点及抑制措施李志常，张胜男佳木斯电机股份有限公司，黑龙江佳木斯(154002)摘要介绍了变频器开关频率对变频电机噪声的影响，分析了变频电机电磁噪声的特点，并提出了一些抑制变频电机噪声的方法。关键词变频器；变频电机；电磁噪声；开关频率中图分类号：TM301．4+3文献标识码：B文章编号：1008-7281(2011)02-0038-03Anal

2、ysisonCharacteristicandSuppressionMeasuresofVariable·FrequencyMotorElectromagneticNoiseLiZhichangandZhangShengnanAbstractThispaperintroducestheinfluenceofinverterswitchingfrequencyonvariable—frequencymotornoise，analyzesthecharacteristicsofelectromagneticnoiseof

3、variable—frequen·cymotor，andpresentssomemethodstosuppressthenoiseofvariable-frequencymotor．KeywordsInverter；variable-frequencymotor；electromagneticnoise；switchingfrequencyO引言目前，控制非变频电机噪声的技术已研究的非常深入并应用的十分成熟，但对于变频电机噪声问题的研究却并不是很多。由于变频电机是由变频器供电，高次谐波比较高。另外电机不是在一个预期的

4、恒定频点状态下运行，而是在一定的频率范围内工作，因而在电机的运行过程中，就有可能会出现电磁力波频率与整个电机系统的某些固有频率重合而发生共振，从而使电机在运行中产生较大的振动和噪声。鉴于此，本文试着分析了变频电机电磁噪声的特点，并提供一些抑制电磁噪声的措施。1电机的电磁噪声电机的电磁噪声就是电磁力作用在定、转子间的气隙中，产生旋转力波或脉动力波，使定子产生振动而辐射噪声。这类噪声与电机气隙内的谐波磁场及由此产生的电磁力波幅值、频率和极数密切相关。由电机学知道，电机的气隙磁势可表示为／<口，t)=^(p，t)+乏Z(日

5、，t)+∑无(目，￡)式中，^(p，#)一基波合成磁势；Z(0，f)一定子绕组秽次谐波磁势以(0，t)一转子绕组肛次谐波磁势。38当三相定子绕组每极每相槽数q为正整数时，定子绕组磁势的谐波次数为口=(6忌l+1)Pkl=±1，±2，±3⋯式中，p一极对数。笼型转子磁势的齿谐波次数为肛=kzZ2+pk2=±1，±2，±3⋯式中，Z：一转子槽数。其中定子和转子任何一对高次谐波相互作用产生的力波数为r2肛±移由于气隙磁场等于气隙与气隙磁导的乘积，气隙磁场产生的径向力波为小蛳)=去昏s(2pO-2to,t-"2tpor)+X

6、XB。％cos[(p±秽)0一(q±∞1)t一(％±9，)]}式中第一部分是须(即二倍电源频率)的振动，它是电机中主要的振动分量之一，尤其是在大型电机中，由于定子的固有频率较低，对这种频率的振动分析需要特别注意，二倍电源频率的振动是由气隙磁场的基波产生的，因此它是不可避免的。对于中小型电机，这种频率的振动大小对定子振动幅值影响较大，但由于入耳的衰减作用，对噪声反应不大，一般不予考虑；第二部分是由于万方数据防爆1龟机(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)20l1年第2期第46卷(总第159期)

7、定、转子间齿谐波相互作用所产生的力波，就电磁噪音而言，他是最关键的影响因素，尤其是在中小型电机中，这些力波一般阶数小、幅值大，且频率分布一般在人耳的敏感区。因此对它们的分析及抑制是电机电磁噪声研究的主要方向，在变频电机中，由于其供电电源的特殊性，其电磁力波的次数和强度(即式中的第二部分)都会增加，因此电机的电磁噪声也会比普通电源供电的电机大。2变频器的输出特点当今变频器大多是采用PWM调制的形式进行变频的。也就是说变频器输出的电压其实是一系列的脉冲，脉冲的宽度和间隔均不相等。其大小取决于调制波和载波的交点，也就是开关

8、频率。开关频率越高，一个周期内脉冲的个数就越多，电流中的高次谐波成分就越少，电流波形的平滑性也就越好，但是当开关频率过高时，也有其缺点，即变频器功率模块的功损增加，温度升高，谐波电流的频率也相应越高，电机定子的集肤效应加重，电机损耗加大，输出功率减小，同时输出电压的变化率dv／dt增大，对电动机绝缘影响较大，因此一般变频器的开关频率在3．5kH