ГОСТ Р МЭК/ТС 60034-17-2009 Машины электрические вращающиеся. Часть 17. Руководство по применению асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором при питании от преобразователей

     8 Электромагнитные источники шума

Электромагнитный шум в асинхронных двигателях вызывается радиальными периодическими усилиями, возникающими в статоре. Эти так называемые максвелловы силы обязаны взаимодействию магнитных полей в зазоре. Усилия характеризуются амплитудой, частотой и формой. Поскольку их амплитуда мала, основное влияние выражается в возникновении шума при совпадении частоты усилий с собственной частотой сердечника статора.

При синусоидальном питании электромагнитный шум обусловлен пространственными гармониками полей в зазоре. При проектировании двигателя стараются избежать появления резонанса во всех режимах работы машины. Однако ввиду широкого спектра полевых гармоник при большом диапазоне регулирования скорости двигателя не удается избежать заметного шума на некоторых скоростях даже при синусоидальном питании. Поэтому часто практикуется указание достаточно узкого частотного диапазона, в котором запрещается работать во избежание недопустимо большого уровня звука.

Все вышеназванные обстоятельства справедливы и в случае питания двигателя от инвертора. В этом случае дополнительно гармоники полей от несинусоидального напряжения инвертора суммируются с основными пространственными гармониками поля, которые определяются числом пар полюсов . Поэтому условно частотный характер радиальных усилий можно связать с фактором , который принимает значение 0 либо 2. Собственные частоты электромагнитных шумов двигателей зависят от их габаритов и полюсности. Для двух- и четырехполюсных машин резонансные частоты примерно могут быть оценены следующим образом:

При питании асинхронного двигателя от инвертора тока шум обусловлен гармониками тока, амплитуда которых, как правило, связана с их порядком, но частоты возбуждаемых ими сил отличны от собственных частот активных частей статора. Таким образом, уровень шума в этом случае аналогичен тому, который имеет место при работе двигателя с постоянным потоком и токами, и лишь незначительно зависит от управления преобразователем и конструкции двигателя. Как показывает практика, уровень звука повышается на 1-6 дБ по шкале А при регулировании скорости до номинальной по сравнению с уровнем при синусоидальном питании номинальным напряжением и частотой. Верхний предел соответствует двигателям с исходно низким уровнем шума.

При питании асинхронного двигателя от инвертора напряжения частоты гармоник поля близки к несущей частоте или кратны ей. В зависимости от частоты коммутации и принципа управления инвертором желательно, чтобы собственные частоты магнитопровода статора при 0 и были близки к таковым при питании от инвертора тока. Изменение частоты коммутации и тип модуляции напряжения значительно влияют на амплитуду гармоник поля и соответственно на радиальные усилия и уровень шума. Как правило, инверторы с постоянной несущей частотой вызывают больший электромагнитный шум, чем инверторы с управляемым или случайным заданием частоты коммутации. Таким образом, в электроприводах с инверторами напряжения уровень шума при регулировании скорости растет в более широком диапазоне, чем при питании двигателя от инвертора тока. Как показывает практика, уровень звука по сравнению с синусоидальным питанием номинальным напряжением и частотой возрастает в пределах от 1 до 15 дБ по шкале А.