CN106230180A - 各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机 - Google Patents

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CN106230180A CN201610740954.5A CN201610740954A CN106230180A CN 106230180 A CN106230180 A CN 106230180A CN 201610740954 A CN201610740954 A CN 201610740954A CN 106230180 A CN106230180 A CN 106230180A
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夏加宽
侯敏
李文鹏
彭兵
关新
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Shenyang University of Technology
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
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Abstract

一种各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机，包括电机转子、电机定子和电机机壳，包括电机转子和电机定子设置在电机机壳内，电机转子设置在电机转轴上，电机定子与电机转子对应设置，在定子铁芯以及电机转轴的轴承（3）的外围分别添加固/气复合金属材料层；其通过添加一种各向异性的固/气复合金属材料来阻尼、吸收电机的振动。

Description

各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机
技术领域
本发明属于电机设计领域，特别是涉及一种各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机。
背景技术
电机的振动与噪声是衡量一台电机性能的重要指标，也直接关系到电机的质量和使用寿命。目前针对电机振动噪声在结构设计上的研究主要从以下几个方面进行：（1）适当的增大气隙；（2）选择合适的槽配合；（3）转子斜槽；（4）降低定子表面的动态振动。经过上述措施虽然对削弱电机的振动噪声具有显著效果，但还不能起到吸收电机振动和避开共振垫避免电机的共振作用。尤其是电机加上负载以后，振动噪声产生的原因更加复杂，共振现象会更加显著，因而不能够满足使用的要求。除此之外，关于电机的振动噪声，国家有相关标准，若不符合该标准则视为不合格的电机，因此降低电机的振动噪声越来越受到重视。
发明内容
发明目的：本发明提供一种采用各向异性固/气复合金属材料的低振动噪声电机，其目的是解决以往的设备所存在的振动问题。其在电机定子铁心和机壳之间以及电机轴承外套和端盖之间增加经过专门设计的各向异性多孔复合材料，从而达到减振、吸振、避免共振的目的。
技术方案：
一种各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机，包括电机转子、电机定子和电机机壳，包括电机转子和电机定子设置在电机机壳内，电机转子设置在电机转轴上，电机定子与电机转子对应设置，其特征在于：在定子铁芯以及电机转轴的轴承的外围分别添加固/气复合金属材料层。
固/气复合金属材料层为内置孔洞的弹性结构，在机壳外侧安装有一个用于向固/气复合金属材料层的孔洞中中注入液态振动吸收介质的液态阻尼介质罐。
在固/气复合金属材料层外侧设置有内衬钢套装置。
内衬钢套装置分为内衬钢套和O型圈，内衬钢套设置在定子铁芯外围的固/气复合金属材料层与机壳及端盖之间，实现过盈配合，O型圈设置在定子铁芯外围的固/气复合金属材料层两端。
本发明通过改变材料结构、形状、弹性模量等来吸收振动、阻尼振动及避开共振频率（共振点），其中包括改变该材料的结构形状和结构尺寸、改变其各向异性轨迹、改变这种多孔材料的孔径和孔隙率等改变措施，来实现电机的减振、吸振和避振。
优点及效果：本发明的提供一种各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机，其通过添加一种各向异性的固/气复合金属材料来阻尼、吸收电机的振动。
本发明涉及的低振动噪声电机，包括定子铁芯以及轴承外侧分别添加固/气复合金属材料，通过改变材料结构、形状、弹性模量等来吸收振动、阻尼振动及避开共振频率（共振点）。机壳外侧安装一个液态阻尼介质罐，用于向固/气复合金属材料中注入液态振动吸收介质。固/气复合金属材料外侧放置钢板作为内衬钢套，防止液态介质渗入电机内部。
本发明的有益效果：
（1）从降低电机振动噪声的角度看：根据固/气复合金属材料具有吸声、减振的特点，本发明将该材料添加在电机易振动的定子及轴承的外侧，可以起缓冲的作用，进而减小振动，同时亦可吸收噪声。此外，固/气复合金属材料还具有各向异性的特点，因此可以更好地对电机进行吸声、减振。除了添加的材料外，注入的液态振动吸收介质，也可以减小部分振动。
（2）从减小电机温升的角度看：在固/气复合金属材料中注入的液态介质可以有效的降低电机的温升，而且热交换效率高。
（3）从加工角度看：由于该材料自身具有孔隙，因此液态介质的流动孔无需加工，大大简化了加工，省时省力
附图说明：
图1是本发明的电机结构示意图；
图2是图1的局部结构放大示意图；
图3是本发明所添加的材料结构示意图；
附图标记说明：
1.图2局部放大的原图，2.电机轴承外侧固/气复合金属材料，3.电机轴承，4.电机转子，5.电机定子，6.电机定子铁芯外侧固/气复合金属材料，7.电机机壳，8.电机转轴，9.内衬钢套，10.液态介质箱，11.O型圈。
具体实施方式：下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图1所示，本发明提供一种各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机，包括电机转子4、电机定子5和电机机壳7，包括电机转子4和电机定子5设置在电机机壳7内，电机转子4设置在电机转轴8上，电机定子5与电机转子4对应设置，在定子铁芯以及电机转轴的轴承3的外围分别添加固/气复合金属材料层。
固/气复合金属材料层为内置孔洞的弹性结构，在机壳外侧安装有一个用于向固/气复合金属材料层的孔洞中中注入液态振动吸收介质的液态阻尼介质罐。
在固/气复合金属材料层外侧设置有内衬钢套。
内衬钢套装置分为内衬钢套9和O型圈11，内衬钢套9设置在定子铁芯外围的固/气复合金属材料层与机壳及端盖之间，实现过盈配合，O型圈11设置在定子铁芯外围的固/气复合金属材料层两端。
本发明可以灵活的设计电机的铁芯长度、气隙长度、极数和槽数，通过在定子铁芯以及轴承外侧分别添加固/气复合金属材料，来吸收电机的噪声，并减小振动。
下面结合附图老进一步说明本发明：
如图1所示，定子铁芯5外侧添加一种各向异性的固/气复合金属材料层6，该材料可以起到减振、吸声的作用。电机发生共振现象是由于电磁激振力频率等于或接近于电机本身的固有频率而产生的，因而要避免共振现象发生，就要使电磁激振力频率尽量避开电机本身的固有频率。本发明由于添加了一种各向异性的固/气复合金属材料，就可以较好地解决这一问题。适当的选择材料的弹性模量，改变电机本身的固有频率，使其避开激振力频率，进而躲避共振点。另外该材料具有各向异性的特点，各个方向吸收阻尼不同，因而可以针对明显振动的吸收，即激振力有效避开这明显振动频率附近的固有频率。如电机低频振动明显，就可以专门吸收低频振动。这样，在定子的外侧就形成了一个环形的吸声减振套。考虑到安装工艺的问题，因此在该材料与机壳以及端盖之间分别放置内衬钢套9，如图2所示，进而实现过盈配合。机壳7外侧安装一个液态介质箱10，用于向固/气复合金属材料中注入液态振动吸收介质，该介质不仅可以降低电机的温升，还可以吸收振动。该液态介质箱要保证一直有液态介质，这样才能够持续不断地吸收电机运行过程中产生的热量。由于温升而产生的气体可由此箱排出。为了防止液态介质渗入电机内部，固/气复合金属材料外侧放置钢板作为“O”型圈11。
除了在定子铁芯外侧添加固/气复合金属材料外，本发明还考虑到在轴承3外侧添加该材料，图中的2就是该材料所示的位置，这样可以避免由于轴承的振动而传递到端盖，引起更大的振动。由于加工上存在困难，因此在轴承处添加的固/气复合金属材料就不考虑注入液态振动吸收介质。

Claims (5)

1.一种各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机，包括电机转子（4）、电机定子（5）和电机机壳（7），包括电机转子（4）和电机定子（5）设置在电机机壳（7）内，电机转子（4）设置在电机转轴（8）上，电机定子（5）与电机转子（4）对应设置，其特征在于：在定子铁芯以及电机转轴的轴承（3）的外围分别添加固/气复合金属材料层。
2.根据权利要求1所述的各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机，其特征在于：固/气复合金属材料层为内置孔洞的弹性结构，在机壳外侧安装有一个用于向固/气复合金属材料层的孔洞中中注入液态振动吸收介质的液态阻尼介质罐。
3.根据权利要求1所述的各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机，其特征在于：在固/气复合金属材料层外侧设置有内衬钢套装置。
4.根据权利要求3所述的各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机，其特征在于：内衬钢套装置分为内衬钢套（9）和O型圈（11），内衬钢套（9）设置在定子铁芯外围的固/气复合金属材料层与机壳及端盖之间，实现过盈配合，O型圈（11）设置在定子铁芯外围的固/气复合金属材料层两端。
5.根据权利要求3所述的各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机，其特征在于：本发明通过改变材料结构、形状、弹性模量等来吸收振动、阻尼振动及避开共振频率（共振点），其中包括改变该材料的结构形状和结构尺寸、改变其各向异性轨迹、改变这种多孔材料的孔径和孔隙率等改变措施，来实现电机的减振、吸振和避振。
CN201610740954.5A 2015-08-28 2016-08-26 各向异性固/气复合金属材料低振动噪声电机 Pending CN106230180A (zh)

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