空調器風扇驅動用電動機的噪聲降低方法

吳貴能  (重慶微電機廠)

     噪聲的大小是評判空調器質量的一個重要指標，由于電動機的噪聲直接影響到空調器的整機噪聲，因此空調器生產廠家要求電動機的噪聲不得大于42db(a計權)。這對于一般的電機生產廠家的確有相當難度。本文介紹我廠試制生產的yyk系列家用空調器用電動機減小方法。

電動機噪聲的主要來源

    為了增強防水性能，家用空調器用電動機采用了全封閉結構，轉子端環不帶扇葉，因此空氣動力噪聲很小。風扇的噪聲與轉速n₆電磁力作用于定子和轉子之間的氣隙中，其力波在氣隙中是旋轉的或是脈動的，力的大小與電磁負荷、電機定轉子槽配合的選取緊密相關。在設計中，通常需要選擇電機的計算和結構參數，以保證****程度的削弱電磁力。

1．1電磁力

    電磁力作用于定子和轉子之間的氣隙中，其力波在氣隙中是旋轉的或是脈動的，力的大小與電磁負荷、電機定轉子槽配合的選取緊密相關。在設計中，通常需要選擇電機的計算和結構參數，以保證****程度的削弱電磁力。

1．2滾動軸承

    滾動軸承產生的噪聲與如下因素有關：

a．與軸承本身的制造質量有關，即是指軸承在電機以外的專門試驗裝置上旋轉時，能保證軸承外圈的振動最小。

  b．與軸承配合面的加工精度有關，也和轉子軸伸與軸承內圈的配合、軸承外圈與端蓋軸承室的配合形式有關。

  c．與在軸承工作時外圈受力是否均勻有關。

2電磁噪聲的減小

2．1鼠籠轉子槽數的選擇

    定、轉子槽數的良好對比關系對降低電動機電磁噪聲具有重要意義，研究表明，雖然電磁力是直接作用在齒上，但磁噪聲主要來源于定子磁軛的振動，其振動形式主要分為r=o～4五種至間形式，r表示作用于磁軛上的力波數。

    不同外徑大小的電機，在相同的r值下，其固有振動頻率各不相同，電機外徑越小，振動固有頻率越高。相同外徑大小的電機，在不同的r值下，其固有振動頻率也各不相同。當電機外徑不大于200mm時，其固有振動頻率按r=4，0，3，2，依次降低。

    可見，應當在保證電機性能的基礎上，盡量使電機的外徑最小。然而電機的外形尺寸往往是由用戶給定。在選擇轉子的槽數時，應當盡量避免產生r=2的彎曲電振動，同時考慮到在正常和輕的工作條件下，為了降低噪聲，轉子槽數應該比定子槽數多，因此這里優先推薦轉子槽數取z2=z1+2p+4，這時定轉子構成遠槽配合。為了減小因轉子槽數較多而對氣隙磁導的不均度，轉子應當優先選用閉口槽。若用開口槽，電機的氣隙相應應選得大一些。

    特別值得一提的是，在一般的電動機中，避免選用的z₂=z₁+2_p+4槽配合關系，在風扇電機中卻可選用。因為盡管這種配合會在電動機的起動過程中存在著同步附加轉矩，使轉矩曲線下陷，但風扇電機的起動不是一個大問題，而z₂=z₁+2_p+4使定子產生r=o的振動固有頻率較高，有利于降低電動機的磁噪聲，有的在2_p=6的電機里便采用了z₁/z₂=2₄／30的槽配合關系。

2．2電磁負荷及繞組形式的選取

    家用空調器用電動機的低噪聲要求電機的電磁負荷不能取得過高，一般，氣隙磁密應當控制為0．35～0．45t，對轉子選用閉口槽的電機可選上限值。

方案1為部分正弦繞組，方案2為常用繞組，方案3為****電密分布繞組。由計算結果可以看出，減少槽間導體的不均勻度能增強高次諧波的削弱程度。雖然此時基波繞系數有所下降，但由于跨距大的線圈導體數減少，其繞組用銅量并沒有明顯的增加。

    當采用部分正弦繞組組成****電密分布繞組時，常常受到槽滿率的限制，這時可將定子沖片設計成異形槽。例如2_p=4，，z。=24單相電機大都采用部分正弦繞組，然而部分正弦繞組往往不是****電密分布繞組，減少部分正弦繞組槽間導體的不均勻度能增強高次諧波的削弱程度。例如有一臺電機2_p=4，z₁=24，m=4，其磁勢分布、高次諧波強度如附圖所示。

的沖片，采用異形槽后，能明顯增加沖片的利用率，對電磁負荷較大和定子采用氬氟焊接工藝的電機，導磁性能有明顯改善。