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电机绕组的制造及优化电机传播噪声的方法

时间:2022-08-19 点击:1604

       电机制造自动化操作条件下,铁芯的完好性、一致性,以及与绕组、模具的匹配关系,直接决定了最终的质量水平,相对于手工操作,该操作对于非正常因素的感知和容忍度,尚未能达到智能化的状态,设备会按照预先设定和路线和力度进行操作,如果零部件或模具本身存在缺陷,则会导致批量性的质量问题。换言之,当电机零部件的质量水平相对较差时,采用自动化设备的结果是批量性的质量事故。

       相对于自动化设备,手工操作时,可以按照对应零部件的实际质量特征进行必要的技术调整,特别是技术水平较高的手工操作者,则可以限度地保证绕组的质量水平和工业美化效果。

       但对于部分环节的加工,自动化设备的优势是非常明显的,如:电机绕组线圈的绕制、高压电机线圈直线边的绝缘包制环节,自动化设备相对一致的张力及进程,较好地保证了零部件参数的一致性,自动设备绕制的线圈非常整齐和一致,有利于绕组的嵌线加工;自动包扎的高压电机线圈,绝缘的紧致程度及叠压尺寸符合性特别好。

       因而,电机绕组的加工,应结合产品本身特征、生产批量、零部件质量水平、制造成本等多种因素进行综合分析,一味的跟风,可能会导致电机质量水平的严重下滑。

       电机绕组制造过程对于电机本身来说固然重要,绕组的焊接工艺也不容小觑!

       氢氧焰漆包线焊接设备

沃克能源氢氧焰电机漆包线焊接机

氢氧焰漆包线焊接设备

       用电将水(H2O)变成氢气和氧气,通过专用的火焰枪点燃形成氢氧焰,对漆包线实行快速自动脱漆焊接。氢氧焰焊接具有焊点光滑饱满,焊接速度快,安全环保等优点。

       替代氧乙炔等气瓶,即产即用,不贮存气体,无爆燃风险;

       氢氧焰温度高达2800度,焊接速度快;

       氢氧焰火焰集中,不发散,热辐射小,不会对邻近的漆包线产生热辐射;

       氢氧气体产生的原料为水和电,不产生黑烟、无废气排放;

       免除去漆皮工序,无须去漆皮直接焊接;

       氢氧火焰焊接牢靠、无虚焊、焊点光滑饱满。

       电机发生的运动振动是以空气传播噪声的形式从电机表面传播,在轴和电机固定底座处则以结构传播噪声的形式传播,在某种程度上,结构传播噪声转化为空气传播噪声进一步传播到环境中。为了降低噪声,一般的方法是中断从源到传输路径到耳朵的噪声链,或者直接在噪声源处减少噪声的产生。如果这是不可能的,至少可以尝试使噪音变得愉快或较少的反感,这项活动被称为“噪声优化”。通过对整个系统的优化来改变正在产生的噪声,所采取的措施必须始终考虑到经济因素。

       绝缘和隔音

       隔声屏障可以通过隔音和隔振来实现,绝缘层必须与阻尼层明确区分,阻尼层中的振动能转换为摩擦热。在固体中,这种摩擦热是由分子或相对较大的颗粒在体内相互运动引起的,也可由安装在设备外部的材料(如泡沫、无纺布材料、弹性体)引起,并表现出很大的内摩擦。为了使这种材料也具有阻尼效应,它必须附着在表面的振动波腹处。换句话说,附着在振动引起材料最大变形的位置,这种材料通常被称为绝缘材料,即使它不绝缘,也起阻尼作用。
       对于液体,粘度具有阻尼效应,但仅与容器中液体的可压缩性或显著变形相结合,例如:水的阻尼能力很低,因为它的内耗很低,而且几乎是不可压缩的。油也几乎是不可压缩的,其显著较高的粘度只有在通过狭窄的开口时才会产生阻尼效果,换句话说就是改变形状,例如在减震器中。气体是可压缩的,但由于它们的粒子之间的距离很大,它们的内耗很低,因此阻尼能力很低。但是,如果气体流过如屏风、过滤器、泡沫,或者如果气体颗粒在这些屏障内振荡,那么摩擦、声压和声速就会增加,从而使声音体积减小,声能被“摩擦”成热。因此,屏风、过滤器和类似的装置都是消声器。一般来说,绝缘和阻尼措施必须分开考虑,它们往往是相互排斥的。然而,在许多情况下,采用绝缘和阻尼措施是有意义的,只有它们是在正确的位置才可行。

       减少声辐射

       通过封装整个电机,可以显著降低空气噪声对外部的辐射,在这种情况下,空气噪声的传播是有限的,而且是“阻塞的”。在这种情况下,必须考虑由封装本身引起的共振,以及空腔共振。通常,由于与驱动装置或环境的连接,整个电机无法完全密封。在开口的情况下,必须注意实现与声音传输有关的(声波)阻力的理想失配,并避免令人不快的反射。用隔音材料覆盖空腔有助于防止空腔共振,并有助于抑制空腔本身的振动。在消声的情况下,与隔声相反,声能被“破坏”(转化为摩擦)。在小型电机的情况下,由于与空间有关的原因,用绝缘材料覆盖密封舱通常是不可能的,或者是由于成本原因。
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       辐射噪声的表面可以通过为它们提供开口来减小,这会减小辐射表面的尺寸,也从根本上改变了表面的振动行为。这样,固有频率可以被移动,令人不快的振动模式连同它们的节点和波腹可以变得无害,附加的加强筋或支撑可以产生类似于开口的效果。

       减少声振传递

       减少声辐射而采取的措施也适用于防止电机振动通过轴和设备(或环境)中的电机安装系统传递,然而,有一些一般的“成功秘诀”:尽可能安装靠近最令人讨厌的振动运动的节点位置,最重要的节点位于轴承附近,仍然存在的振动运动应尽可能降低力振动。换句话说,在振动方向上尽可能地灵活安装系统,并且在给定的电机应用和其他条件(如传输冲击)下具有尽可能小的阻尼。如果力的震动很小,可以采用附加小振动运动的部件,即重量很小(轻型设备)。对于设备重量大,特别是在安装电机的区域,通常是有利的。当然,电机的振动质量、安装系统的弹性和电机安装附近设备的质量必须相互匹配,以便不会产生与不良运动频率的共振,调整系统使共振低于工作点。其他措施,如使用主动重量减振器或减震器,在理论上也是可行的。
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       减少声振激励

       消除噪音和振动最好在它们产生的地方减少,即源头,在电机中,力和转矩是必需的,它们常常不可避免地包括不需要的部件(振荡转矩、齿槽转矩等),这是无法完全避免的。种类繁多,在目前遇到的电机概念中,其工作原理的变化也会导致各种噪声的激发。异步电动机的性能与同步电动机不同(包括电子换向电机和步进电动机),直流电机的性能与压电电机不同,因此,噪声和振动激励通常只能通过非常仔细地选择合适的电机和合适的电机尺寸来最小化。
       优化是系统地影响声音和振动激励的努力,噪声优化的定义是系统地改变噪声的声学质量,以达到可能的最佳值。声学质量表示与听觉事件中单个需求的总体相关的需求得到满足的程度。理想的情况是,将令人不快的声场降低到听力阈值,通常在技术上或经济上是不可行的,我们可以试图影响噪声并改变它,从而消除令人不快的和令人不快的噪声成分。
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