空调器风扇驱动用电动机的噪声降低方法

吴贵能  (重庆微电机厂)

     噪声的大小是评判空调器质量的一个重要指标，由于电动机的噪声直接影响到空调器的整机噪声，因此空调器生产厂家要求电动机的噪声不得大于42db(a计权)。这对于一般的电机生产厂家的确有相当难度。本文介绍我厂试制生产的yyk系列家用空调器用电动机减小方法。

电动机噪声的主要来源

    为了增强防水性能，家用空调器用电动机采用了全封闭结构，转子端环不带扇叶，因此空气动力噪声很小。风扇的噪声与转速n₆电磁力作用于定子和转子之间的气隙中，其力波在气隙中是旋转的或是脉动的，力的大小与电磁负荷、电机定转子槽配合的选取紧密相关。在设计中，通常需要选择电机的计算和结构参数，以保证****程度的削弱电磁力。

1．1电磁力

    电磁力作用于定子和转子之间的气隙中，其力波在气隙中是旋转的或是脉动的，力的大小与电磁负荷、电机定转子槽配合的选取紧密相关。在设计中，通常需要选择电机的计算和结构参数，以保证****程度的削弱电磁力。

1．2滚动轴承

    滚动轴承产生的噪声与如下因素有关：

a．与轴承本身的制造质量有关，即是指轴承在电机以外的专门试验装置上旋转时，能保证轴承外圈的振动最小。

  b．与轴承配合面的加工精度有关，也和转子轴伸与轴承内圈的配合、轴承外圈与端盖轴承室的配合形式有关。

  c．与在轴承工作时外圈受力是否均匀有关。

2电磁噪声的减小

2．1鼠笼转子槽数的选择

    定、转子槽数的良好对比关系对降低电动机电磁噪声具有重要意义，研究表明，虽然电磁力是直接作用在齿上，但磁噪声主要来源于定子磁轭的振动，其振动形式主要分为r=o～4五种至间形式，r表示作用于磁轭上的力波数。

    不同外径大小的电机，在相同的r值下，其固有振动频率各不相同，电机外径越小，振动固有频率越高。相同外径大小的电机，在不同的r值下，其固有振动频率也各不相同。当电机外径不大于200mm时，其固有振动频率按r=4，0，3，2，依次降低。

    可见，应当在保证电机性能的基础上，尽量使电机的外径最小。然而电机的外形尺寸往往是由用户给定。在选择转子的槽数时，应当尽量避免产生r=2的弯曲电振动，同时考虑到在正常和轻的工作条件下，为了降低噪声，转子槽数应该比定子槽数多，因此这里优先推荐转子槽数取z2=z1+2p+4，这时定转子构成远槽配合。为了减小因转子槽数较多而对气隙磁导的不均度，转子应当优先选用闭口槽。若用开口槽，电机的气隙相应应选得大一些。

    特别值得一提的是，在一般的电动机中，避免选用的z₂=z₁+2_p+4槽配合关系，在风扇电机中却可选用。因为尽管这种配合会在电动机的起动过程中存在着同步附加转矩，使转矩曲线下陷，但风扇电机的起动不是一个大问题，而z₂=z₁+2_p+4使定子产生r=o的振动固有频率较高，有利于降低电动机的磁噪声，有的在2_p=6的电机里便采用了z₁/z₂=2₄／30的槽配合关系。

2．2电磁负荷及绕组形式的选取

    家用空调器用电动机的低噪声要求电机的电磁负荷不能取得过高，一般，气隙磁密应当控制为0．35～0．45t，对转子选用闭口槽的电机可选上限值。

方案1为部分正弦绕组，方案2为常用绕组，方案3为****电密分布绕组。由计算结果可以看出，减少槽间导体的不均匀度能增强高次谐波的削弱程度。虽然此时基波绕系数有所下降，但由于跨距大的线圈导体数减少，其绕组用铜量并没有明显的增加。

    当采用部分正弦绕组组成****电密分布绕组时，常常受到槽满率的限制，这时可将定子冲片设计成异形槽。例如2_p=4，，z。=24单相电机大都采用部分正弦绕组，然而部分正弦绕组往往不是****电密分布绕组，减少部分正弦绕组槽间导体的不均匀度能增强高次谐波的削弱程度。例如有一台电机2_p=4，z₁=24，m=4，其磁势分布、高次谐波强度如附图所示。

的冲片，采用异形槽后，能明显增加冲片的利用率，对电磁负荷较大和定子采用氩氟焊接工艺的电机，导磁性能有明显改善。