直流无刷电机噪声

jimee_lzj

风机使用的是直流无刷电机（定子12级，转子8级），却测试噪声总出现明显的峰值，搞电机的设计人员说是转矩脉动噪声，风机转速为900rpm，噪声频率在0.4*900=360Hz，频谱图如下。请问如何能够很好解决这个噪声问题。


[ 本帖最后由 jimee_lzj 于 2010-8-5 20:32 编辑 ]

jinfengshi_2005

你这个噪声刚好在风机BPF(blade passage frequency）的24倍处
整个风扇的固有频率是多少呢？能否告知！
调整永磁体过度角来降低噪声！

[ 本帖最后由 jinfengshi_2005 于 2010-8-11 10:13 编辑 ]

jimee_lzj

请问这个峰值跟风扇固频有关吗？我测试固频在310Hz和350Hz。对于测试风叶固频方法我没有太大把握，单独悬挂力锤敲击还是整机安装状态（风叶安装在电机）上测试，再者风叶静止状态与风叶旋转状态区别有多大？
楼上说调整永磁体过度角是从永磁体结构设计上还是控制角度，多多指点，谢谢~！

jinfengshi_2005

原帖由 jimee_lzj 于 2010-8-12 21:43 发表

                               
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请问这个峰值跟风扇固频有关吗？我测试固频在310Hz和350Hz。对于测试风叶固频方法我没有太大把握，单独悬挂力锤敲击还是整机安装状态（风叶安装在电机）上测试，再者风叶静止状态与风叶旋转状态区别有多大？
楼上说 ...

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1. 这个问题只能一个一个去排除，所以问你风扇的固有频率，上文你说测试的固有频率在310Hz和350Hz,这个固有频率是风机的还试电机的，需要讲清楚，如果是风机的话，那么是有可能发生共振的。
2. 对于测试风叶的固有频率，可以采用单独自由悬挂，用力锤敲击，来确定固有频率。风叶静止状态和风叶旋转状态来测试固有频率有没有区别吗？我个人认为有的，但是一般都是做静止的。
3. 控制角度。

jimee_lzj

电机上有个限位挡圈，与风叶安装前端面接触，防止风叶向前窜动。当去掉此挡圈，峰值降低10dB（A）以上。若是共振，这是否能够解释呢？
既然静止状态与旋转状态有区别，测试静止状态有意义吗？且固有频率需要与共振频率相差多少才不引起共振？我也测试了电机壳体和电机支座上的加速度，只有e-3量级，这样情况可判断共振吗？

[ 本帖最后由 jimee_lzj 于 2010-8-15 22:16 编辑 ]

jinfengshi_2005

原帖由 jimee_lzj 于 2010-8-15 17:15 发表

                               
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电机上有个限位挡圈，与风叶安装前端面接触，防止风叶向前窜动。当去掉此挡圈，峰值降低10dB（A）以上。若是共振，这是否能够解释呢？
既然静止状态与旋转状态有区别，测试静止状态有意义吗？且固有频率需要与共振频 ...

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上文我所问的问题，请你回答清楚。
1. 从你这个描述来看，好像是属于脉动转矩产生的振动！
2. 有意义的。一般相差15%。第三个问题，没有看懂。

[ 本帖最后由 jinfengshi_2005 于 2010-8-16 10:50 编辑 ]

jimee_lzj

你问我的问题是测试风机固有频率还是风扇固有频率吗？我是测试风机的固有频率。
搞电机的人员也称是脉动转矩产生的噪声，说通过调控制程序可以改进，但搞程序的又不清楚如何改进，你说的控制角度需要不断调整得到吗？是什么与什么的夹角？
静止状态与旋转状态固有频率正好相差15%吗？
第三个问题是：固有频率和激励频率（比如说旋转频率、电源频率）相差多少，才能避开产生共振的可能？我测试得到风机运行时电机上的加速度只有1e-3左右，是否能够判断结构产生共振？

jinfengshi_2005

你问我的问题是测试风机固有频率还是风扇固有频率吗？我是测试风机的固有频率。
1.我问你的是测试风机的固有频率。
搞电机的人员也称是脉动转矩产生的噪声，说通过调控制程序可以改进，但搞程序的又不清楚如何改进，你说的控制角度需要不断调整得到吗？是什么与什么的夹角？
2. 但是现在从这个看，好像与过度角又没有多少关系。
静止状态与旋转状态固有频率正好相差15%吗？
3. 是的
第三个问题是：固有频率和激励频率（比如说旋转频率、电源频率）相差多少，才能避开产生共振的可能？我测试得到风机运行时电机上的加速度只有1e-3左右，是否能够判断结构产生共振？
4. 一般相差15%以上左右，就不会产生共振，这个不能判断。

jimee_lzj

我测试风机固有频率有310Hz和350Hz。若需要相差15%以上，那不是很难控制，比如旋转基频为45，那么风叶固有频率必须在45*i*(1-15%)~45*i*(1+15%)范围以外，其中i为正整数。而我这边改变风叶固有频率最常用的方法是改变材料，而其他方法改变量不大。
我最初的问题若与过度角无关，那应该如何解释呢？我现在的解决办法是将电机轴加长，风叶安装位置向后推移，360Hz的噪声峰值减小。

jinfengshi_2005

我测试风机固有频率有310Hz和350Hz。若需要相差15%以上，那不是很难控制，比如旋转基频为45，那么风叶固有频 ...
jimee_lzj 发表于 2010-8-17 20:17

                               
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是的，对于多自由度系统来说，就是很难避开固有频率，共振点，但是一般谐波频率也找前几阶的。
那你现在轴加长之后，风机安装位置向后推移之后，噪声问题解决了吗？

jimee_lzj

噪声问题基本解决，峰值降低了8dB（A）以上，只有36左右了~！

jinfengshi_2005

噪声问题基本解决，峰值降低了8dB（A）以上，只有36左右了~！
jimee_lzj 发表于 2010-8-18 19:13

                               
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1.好久没有回复这个帖子了，你把轴加长了，改变了整个系统的刚度，还有就是轴加长之后，扭矩和转速自然会变小（你们后来有没有测一下转速和转矩），这样就把噪声降低了吧，你觉得是不是这个道理呢？
2. 还有个问题，当时你们是怎么想到要把轴加长来降低噪声的呢？
3. 你轴加长了多少毫米呢？

jimee_lzj

1.转矩我这没有办法测，但转速时控制定了900rpm，不会改变，观测了功耗没有变化。噪声降低的道理说实在的我说不上来，你帮忙分析下是什么原因？
2.我主要根据去掉限位挡圈时的状态，选择了轴加长。
3.加长了10mm。
按个人以前的认识认为轴长度长了，应该噪声会变差，这次却相反结果。

jinfengshi_2005

1.转矩我这没有办法测，但转速时控制定了900rpm，不会改变，观测了功耗没有变化。噪声降低的道理说实在的我 ...
jimee_lzj 发表于 2010-8-27 22:41

                               
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1. 你轴加长了10mm，感觉可能对转矩和转速的影响不是很大，但是看了第二点的描述，感觉可能最主要的原因，还是那个挡圈，因为加了挡圈之后，噪声就不好，去掉挡圈，然后轴加长了10mm，噪声就降低了，是不是挡圈导致了共振呢？
顺便问一下，你的测试设备是LMS的吧！

jimee_lzj

轴加长后没有去掉挡圈，挡圈对于运行安全有保证作用不能去掉，其质量就几克很小的东西，可能导致共振吗？我测试设备是LMS的，也有用B&K的，结果差不多。