引言
【壓縮機網(wǎng)】振動(dòng)和噪聲是評價(jià)壓縮機質(zhì)量的重要指標。在使用壓縮機的工業(yè)現場(chǎng)，總是有一臺或多臺電動(dòng)機作為動(dòng)力源驅動(dòng)壓縮機，而其中壓縮機的振動(dòng)噪聲一般高于電動(dòng)機。
目前關(guān)于壓縮機振動(dòng)噪聲的研究已相對成熟，隨著(zhù)壓縮機減振降噪技術(shù)的不斷提升，電動(dòng)機的振動(dòng)噪聲逐漸凸顯出來(lái)。電動(dòng)機異?；蛘咂蟮恼駝?dòng)噪聲，不僅影響壓縮機設備整體的振動(dòng)噪聲水平，而且會(huì )帶來(lái)額外的功率損失，同時(shí)在一定程度上縮短壓縮機設備的使用壽命。
電動(dòng)機振動(dòng)噪聲產(chǎn)生機理
電動(dòng)機的振動(dòng)和噪聲是評定電動(dòng)機質(zhì)量的重要指標，電動(dòng)機的振動(dòng)不僅影響其使用壽命，而且是引起噪聲的主要原因。一般來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機噪聲來(lái)源基本可以分為三類(lèi)，即空氣動(dòng)力噪聲、機械噪聲與電磁噪聲。
?。?）空氣動(dòng)力噪聲
電動(dòng)機的空氣動(dòng)力噪聲包括通風(fēng)噪聲及電動(dòng)機的轉動(dòng)部分與氣體摩擦的噪聲?？諝鈩?dòng)力噪聲產(chǎn)生的根部原因是電動(dòng)機通風(fēng)系統中氣流壓力的局部迅速變化和隨時(shí)間的急烈脈動(dòng)以及氣體與電動(dòng)機風(fēng)路管道的摩擦，這種噪聲直接從氣流中輻射出來(lái)。
壓縮機常用的外置式電動(dòng)機，一般具有冷卻風(fēng)扇，其空氣動(dòng)力噪聲包括旋轉噪聲、渦流噪聲及笛聲。旋轉噪聲是指風(fēng)扇高速旋轉時(shí)，空氣質(zhì)點(diǎn)受到風(fēng)葉周期性的作用而產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，從而引發(fā)的噪聲。渦流噪聲是風(fēng)扇旋轉時(shí)在葉片后面產(chǎn)生渦流，進(jìn)而引起氣流擾動(dòng)，形成壓縮與稀疏過(guò)程，從而產(chǎn)生的噪聲。
笛聲是氣流遇到障礙物發(fā)生擾動(dòng)而產(chǎn)生的單一頻率的聲音，一般有三種：定、轉子風(fēng)道之間的干擾，轉子導條與定子繞組之間的干擾，以及風(fēng)扇葉片與基座散熱筋之間的干擾。對于如半封閉制冷壓縮機等具有的內置式電動(dòng)機，通常沒(méi)有冷卻風(fēng)扇，通過(guò)制冷劑等流體進(jìn)行冷卻，此時(shí)的空氣動(dòng)力噪聲則主要由于冷卻流體流經(jīng)冷卻流道及氣隙而引發(fā)的噪聲。
（2）機械噪聲
機械噪聲是由電動(dòng)機運轉部分的摩擦、撞擊、不平衡以及結構共振形成的。電動(dòng)機機械噪聲主要包括軸承噪聲和轉子不平衡引起的噪聲。
軸承噪聲分為滾動(dòng)軸承噪聲及滑動(dòng)軸承噪聲。滾動(dòng)軸承是現有壓縮機用電動(dòng)機中最常用的軸承類(lèi)型，多為深溝球軸承。造成滾動(dòng)軸承噪聲的因素主要有：軸承本身幾何缺陷、外來(lái)異物侵入、潤滑狀態(tài)不佳、承受交變載荷、不合理裝配等。而滑動(dòng)軸承噪聲則是受到加工精度、功率量、開(kāi)槽方式及軸承材料等因素影響。對于內置于壓縮機內部的電動(dòng)機，電動(dòng)機常與壓縮機共用軸承，此時(shí)壓縮機轉動(dòng)部件的負荷變化對軸承噪聲具有較大的影響。
電動(dòng)機轉子不平衡造成動(dòng)態(tài)轉子振動(dòng)和偏心，可導致由定子、轉子以及轉子支撐裝置依次發(fā)出噪聲。轉子的不平衡一方面與其本身質(zhì)量分布不均有關(guān)，另一方面也與中心軸的撓曲變形有關(guān)。對于外置式電動(dòng)機，當壓縮機與電動(dòng)機的傳動(dòng)軸在聯(lián)軸器處存在錯位或交叉等狀況時(shí)，壓縮機會(huì )通過(guò)傳動(dòng)軸向電動(dòng)機的中心軸傳遞徑向負荷，從而造成中心軸的撓曲。而對于半封閉式制冷壓縮機（如雙螺桿壓縮機），電動(dòng)機轉子常處于懸臂結構，電動(dòng)機轉子旋轉過(guò)程會(huì )有小幅擺動(dòng)，這同樣會(huì )引起機械噪聲。
?。?）電磁噪聲
所謂電磁噪聲，是電磁力作用在定、轉子間的氣隙中，產(chǎn)生旋轉力波或脈動(dòng)動(dòng)力波，是定子產(chǎn)生振動(dòng)而向外輻射噪聲。電動(dòng)機電磁噪聲的主要來(lái)源是鐵芯和機殼的振動(dòng)，機殼的振動(dòng)直接輻射噪聲，鐵芯的振動(dòng)通過(guò)機殼或端蓋上的孔向外輻射噪聲。電動(dòng)機中，主磁通大致沿徑向進(jìn)入氣隙，并在定子和轉子上產(chǎn)生徑向力，同時(shí)它產(chǎn)生切向力矩和軸向力，徑向力所引起的振動(dòng)是三相電動(dòng)機產(chǎn)生電磁振動(dòng)和噪聲的主要原因。
基波磁場(chǎng)和定轉子諧波磁場(chǎng)相互作用是產(chǎn)生徑向力波的主要原因。由基波磁場(chǎng)及定、轉子諧波磁場(chǎng)相互作用所產(chǎn)生的交變徑向力波作用于定轉子鐵芯，引起隨時(shí)間周期性變化的變形，從而引發(fā)振動(dòng)和噪聲。因轉子剛度較好，而定子鐵芯剛性較差，一般認為定子鐵芯的振動(dòng)是引起電磁噪聲的主要原因。
現有部分小型壓縮機，如民用活塞空壓機等，采用的是單相異步感應電動(dòng)機。單相異步感應電動(dòng)機的氣隙磁場(chǎng)，一般是橢圓形的，各次諧波磁場(chǎng)相互作用，除match了產(chǎn)生徑向電磁振動(dòng)力外，一般還附加產(chǎn)生切向振動(dòng)力。切向振動(dòng)對于電動(dòng)機本身的噪聲而言是微不足道的，然而由于這類(lèi)電動(dòng)機的應用場(chǎng)合一般都是小型壓縮機，往往存在薄壁結構，切向振動(dòng)常導致薄壁產(chǎn)生較大的振動(dòng)，甚至發(fā)生共振現象，從而產(chǎn)生較大的噪聲。
電動(dòng)機振動(dòng)噪聲故障診斷
壓縮機運轉過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲，是由壓縮機本身以及電動(dòng)機各自的振動(dòng)噪聲疊加起來(lái)形成的。正常運行中，壓縮機本體會(huì )發(fā)出一系列不同頻率的振動(dòng)噪聲，這些頻率一般具有一定的規律，常與壓縮機幾何參數如轉子齒數、氣缸列數等相關(guān)。對壓縮機用電動(dòng)機進(jìn)行振動(dòng)噪聲的故障診斷，需充分考慮并排除壓縮機本體振動(dòng)噪聲的影響，必要時(shí)可脫離負載單獨運轉電動(dòng)機來(lái)診斷其振動(dòng)噪聲。
1.電動(dòng)機噪聲診斷
在通常情況下，電動(dòng)機噪聲是平穩的且具有隨機過(guò)程特性的復合噪聲。由于電動(dòng)機內噪聲源較多，電磁噪聲、機械噪聲和空氣動(dòng)力噪聲分布在不同的頻域，而有時(shí)又相互重疊、混雜，噪聲往往具有較寬的頻域范圍。電動(dòng)機在特殊情況下，會(huì )產(chǎn)生非平穩的隨機噪聲，而這種噪聲往往和某些故障有直接關(guān)系。電動(dòng)機所輻射的噪聲雖然是一種隨機過(guò)程的復合噪聲，但它內部的噪聲源卻是互不相干的。頻譜分析是確定噪聲頻率成分和噪聲源的重要方法，這種方法將在下節一并闡述。在工業(yè)現場(chǎng)，可以采用分離因素的原理，來(lái)確定電動(dòng)機的噪聲源，常用的方法如下：
?。?）突然停電法。在條件允許的情況下，將正常允許的電動(dòng)機突然斷電，電動(dòng)機由于慣性會(huì )繼續運轉一段時(shí)間，斷電的瞬間，電動(dòng)機的噪聲會(huì )立即消失。因此對比斷電前后噪聲級的變化，消失的某一部分都屬于電磁噪聲。
?。?）停止通風(fēng)法。通過(guò)停止電動(dòng)機風(fēng)扇或者外鼓風(fēng)機的運轉，將此時(shí)的噪聲聲級與正常通風(fēng)時(shí)的聲級進(jìn)行對比，可分析出風(fēng)扇和外鼓風(fēng)機的噪聲成分。
?。?）對拖法。用一臺低噪聲電動(dòng)機作為原動(dòng)機，拖動(dòng)被測電動(dòng)機，將測得的噪聲聲級與被測電動(dòng)機空載運行時(shí)的噪聲級和頻譜相比較，這樣可鑒別出電磁噪聲。
?。?）更換零部件法。有些零、部件在電動(dòng)機運行時(shí)，由于共振而發(fā)生機械噪聲，通過(guò)將這些零件取下或者更換，并于它們存在或者未更換使作比較，可分離出共振而引起的機械噪聲。
2.電動(dòng)機振動(dòng)診斷
電動(dòng)機在穩定運行時(shí)，振動(dòng)有一種典型特性和一個(gè)允許限值，當電動(dòng)機內部出現故障時(shí)，振動(dòng)的振幅、振動(dòng)的形式以及振動(dòng)頻譜成分都會(huì )發(fā)生變化，且不同的缺陷和故障所引起的振動(dòng)方式也不盡相同。振動(dòng)能夠客觀(guān)地反映電動(dòng)機的運行狀態(tài)。對電動(dòng)機的振動(dòng)進(jìn)行測量和分析，是電動(dòng)機振動(dòng)噪聲故障診斷的主要技術(shù)手段。
match簡(jiǎn)諧振動(dòng)是一種最基本的振動(dòng)形式，其振動(dòng)位移 可用下式來(lái)表示：
振動(dòng)的速度 是振動(dòng)位移 的微分值：
振動(dòng)加速度 是振動(dòng)速度 的微分值：
使用測量?jì)x器可采集得到的電動(dòng)機振動(dòng)位移、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度是隨時(shí)間變化的時(shí)域信號，再通過(guò)傅里葉變換可將其分解成多個(gè)不同頻率和幅值的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。引起電動(dòng)機振動(dòng)的原因很多，產(chǎn)生振動(dòng)的部位和振動(dòng)的特征各不相同，結合電動(dòng)機異常振動(dòng)的特點(diǎn)，對電動(dòng)機振動(dòng)頻譜進(jìn)行分析，有助于快速診斷電動(dòng)機異常振動(dòng)噪聲的原因。電動(dòng)機常見(jiàn)的異常振動(dòng)有一下幾種類(lèi)型：
?。?）轉子不平衡產(chǎn)生的機械振動(dòng)。當電動(dòng)機轉子質(zhì)量分布不平衡時(shí)，轉子旋轉時(shí)會(huì )產(chǎn)生單邊離心力，從而引發(fā)機械振動(dòng)。此時(shí)振動(dòng)頻率與轉速頻率相等，振幅隨轉速提高而增大。
?。?）滾動(dòng)軸承異常產(chǎn)生的機械振動(dòng)。當滾動(dòng)軸承發(fā)生損壞時(shí)，應當以各軸承的特征頻率為參考來(lái)判斷出現故障的部位。由載荷過(guò)大、安裝不正確或者滾動(dòng)體大小不一致所引起的振動(dòng)，一般頻率較低，通常小于1kHz。當滾動(dòng)軸承本身加工和裝配不良時(shí)，振幅以軸向為最大，振動(dòng)頻率與旋轉頻率相同。
?。?）滑動(dòng)軸承異常產(chǎn)生的機械振動(dòng)。在滑動(dòng)軸承長(cháng)期運行后，軸瓦間隙變大、潤滑油粘度過(guò)大、油溫偏低以及軸承負載減輕等原因會(huì )造成油膜加厚，油膜動(dòng)壓不穩定造成油膜渦動(dòng)而產(chǎn)生徑向振動(dòng)，振動(dòng)頻率一般略低于轉子轉動(dòng)頻率的一半（通常0.42～0.48），一般通過(guò)改變潤滑油粘度和溫度能減輕或消除振動(dòng)。當轉子轉動(dòng)頻率達到其一階臨界轉速的2倍時(shí)，隨著(zhù)轉速增加，油膜渦動(dòng)的頻率等于轉子一階臨界轉速并保持不變，此時(shí)出現強烈的徑向振動(dòng)，即為油膜振蕩。通過(guò)減少轉子不平衡、降低潤滑油粘度和提高溫度，能使油膜振蕩消失。
?。?）安裝、調整不良引起的機械振動(dòng)。當電動(dòng)機軸線(xiàn)與壓縮機軸線(xiàn)不重合（平行或相交）時(shí)，電動(dòng)機在運行中會(huì )受到來(lái)自聯(lián)軸器的作用力而發(fā)生振動(dòng)。此時(shí)，振動(dòng)中2倍旋轉頻率的成分增多，當電動(dòng)機單獨運行時(shí)，這些振動(dòng)立即消失。當電動(dòng)機與壓縮機之間聯(lián)軸器配合不好時(shí)，會(huì )產(chǎn)生不平衡力而引起徑向振動(dòng)，此振動(dòng)頻率與旋轉頻率相同，電動(dòng)機和壓縮機振動(dòng)相位相差180°，電動(dòng)機單獨運行時(shí)，振動(dòng)消失。
結論
壓縮機的振動(dòng)噪聲往往包含有電動(dòng)機振動(dòng)噪聲部分，對電動(dòng)機進(jìn)行振動(dòng)噪聲的故障診斷，有助于進(jìn)步降低壓縮機設備的振動(dòng)噪聲水平，提高壓縮機設備可靠性和產(chǎn)品競爭力。
本文結合電動(dòng)機在壓縮機系統中的工作特點(diǎn)，指出壓縮機用電動(dòng)機振動(dòng)噪聲來(lái)源于空氣動(dòng)力、機械和電磁三個(gè)方面，并闡述了電動(dòng)機空氣動(dòng)力噪聲、機械噪聲、電磁噪聲的產(chǎn)生機理?；诜蛛x因素的原理，闡述了電動(dòng)機噪聲源的識別與診斷技術(shù)，同時(shí)基于振動(dòng)頻譜分析理論，闡述了電動(dòng)機各部件異常振動(dòng)的特征頻率及診斷技術(shù)。
作者介紹
楊僑明（1989.6-），男，山西人，中級工程師，碩士，現就職于西安交通大學(xué)蘇州研究院，主要從事螺桿壓縮機性能及可靠性方面的研究。
來(lái)源：本站原創(chuàng )
引言
【壓縮機網(wǎng)】振動(dòng)和噪聲是評價(jià)壓縮機質(zhì)量的重要指標。在使用壓縮機的工業(yè)現場(chǎng)，總是有一臺或多臺電動(dòng)機作為動(dòng)力源驅動(dòng)壓縮機，而其中壓縮機的振動(dòng)噪聲一般高于電動(dòng)機。
目前關(guān)于壓縮機振動(dòng)噪聲的研究已相對成熟，隨著(zhù)壓縮機減振降噪技術(shù)的不斷提升，電動(dòng)機的振動(dòng)噪聲逐漸凸顯出來(lái)。電動(dòng)機異?；蛘咂蟮恼駝?dòng)噪聲，不僅影響壓縮機設備整體的振動(dòng)噪聲水平，而且會(huì )帶來(lái)額外的功率損失，同時(shí)在一定程度上縮短壓縮機設備的使用壽命。
電動(dòng)機振動(dòng)噪聲產(chǎn)生機理
電動(dòng)機的振動(dòng)和噪聲是評定電動(dòng)機質(zhì)量的重要指標，電動(dòng)機的振動(dòng)不僅影響其使用壽命，而且是引起噪聲的主要原因。一般來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機噪聲來(lái)源基本可以分為三類(lèi)，即空氣動(dòng)力噪聲、機械噪聲與電磁噪聲。
?。?）空氣動(dòng)力噪聲
電動(dòng)機的空氣動(dòng)力噪聲包括通風(fēng)噪聲及電動(dòng)機的轉動(dòng)部分與氣體摩擦的噪聲?？諝鈩?dòng)力噪聲產(chǎn)生的根部原因是電動(dòng)機通風(fēng)系統中氣流壓力的局部迅速變化和隨時(shí)間的急烈脈動(dòng)以及氣體與電動(dòng)機風(fēng)路管道的摩擦，這種噪聲直接從氣流中輻射出來(lái)。
壓縮機常用的外置式電動(dòng)機，一般具有冷卻風(fēng)扇，其空氣動(dòng)力噪聲包括旋轉噪聲、渦流噪聲及笛聲。旋轉噪聲是指風(fēng)扇高速旋轉時(shí)，空氣質(zhì)點(diǎn)受到風(fēng)葉周期性的作用而產(chǎn)生壓力脈動(dòng)，從而引發(fā)的噪聲。渦流噪聲是風(fēng)扇旋轉時(shí)在葉片后面產(chǎn)生渦流，進(jìn)而引起氣流擾動(dòng)，形成壓縮與稀疏過(guò)程，從而產(chǎn)生的噪聲。
笛聲是氣流遇到障礙物發(fā)生擾動(dòng)而產(chǎn)生的單一頻率的聲音，一般有三種：定、轉子風(fēng)道之間的干擾，轉子導條與定子繞組之間的干擾，以及風(fēng)扇葉片與基座散熱筋之間的干擾。對于如半封閉制冷壓縮機等具有的內置式電動(dòng)機，通常沒(méi)有冷卻風(fēng)扇，通過(guò)制冷劑等流體進(jìn)行冷卻，此時(shí)的空氣動(dòng)力噪聲則主要由于冷卻流體流經(jīng)冷卻流道及氣隙而引發(fā)的噪聲。
（2）機械噪聲
機械噪聲是由電動(dòng)機運轉部分的摩擦、撞擊、不平衡以及結構共振形成的。電動(dòng)機機械噪聲主要包括軸承噪聲和轉子不平衡引起的噪聲。
軸承噪聲分為滾動(dòng)軸承噪聲及滑動(dòng)軸承噪聲。滾動(dòng)軸承是現有壓縮機用電動(dòng)機中最常用的軸承類(lèi)型，多為深溝球軸承。造成滾動(dòng)軸承噪聲的因素主要有：軸承本身幾何缺陷、外來(lái)異物侵入、潤滑狀態(tài)不佳、承受交變載荷、不合理裝配等。而滑動(dòng)軸承噪聲則是受到加工精度、功率量、開(kāi)槽方式及軸承材料等因素影響。對于內置于壓縮機內部的電動(dòng)機，電動(dòng)機常與壓縮機共用軸承，此時(shí)壓縮機轉動(dòng)部件的負荷變化對軸承噪聲具有較大的影響。
電動(dòng)機轉子不平衡造成動(dòng)態(tài)轉子振動(dòng)和偏心，可導致由定子、轉子以及轉子支撐裝置依次發(fā)出噪聲。轉子的不平衡一方面與其本身質(zhì)量分布不均有關(guān)，另一方面也與中心軸的撓曲變形有關(guān)。對于外置式電動(dòng)機，當壓縮機與電動(dòng)機的傳動(dòng)軸在聯(lián)軸器處存在錯位或交叉等狀況時(shí)，壓縮機會(huì )通過(guò)傳動(dòng)軸向電動(dòng)機的中心軸傳遞徑向負荷，從而造成中心軸的撓曲。而對于半封閉式制冷壓縮機（如雙螺桿壓縮機），電動(dòng)機轉子常處于懸臂結構，電動(dòng)機轉子旋轉過(guò)程會(huì )有小幅擺動(dòng)，這同樣會(huì )引起機械噪聲。
?。?）電磁噪聲
所謂電磁噪聲，是電磁力作用在定、轉子間的氣隙中，產(chǎn)生旋轉力波或脈動(dòng)動(dòng)力波，是定子產(chǎn)生振動(dòng)而向外輻射噪聲。電動(dòng)機電磁噪聲的主要來(lái)源是鐵芯和機殼的振動(dòng)，機殼的振動(dòng)直接輻射噪聲，鐵芯的振動(dòng)通過(guò)機殼或端蓋上的孔向外輻射噪聲。電動(dòng)機中，主磁通大致沿徑向進(jìn)入氣隙，并在定子和轉子上產(chǎn)生徑向力，同時(shí)它產(chǎn)生切向力矩和軸向力，徑向力所引起的振動(dòng)是三相電動(dòng)機產(chǎn)生電磁振動(dòng)和噪聲的主要原因。
基波磁場(chǎng)和定轉子諧波磁場(chǎng)相互作用是產(chǎn)生徑向力波的主要原因。由基波磁場(chǎng)及定、轉子諧波磁場(chǎng)相互作用所產(chǎn)生的交變徑向力波作用于定轉子鐵芯，引起隨時(shí)間周期性變化的變形，從而引發(fā)振動(dòng)和噪聲。因轉子剛度較好，而定子鐵芯剛性較差，一般認為定子鐵芯的振動(dòng)是引起電磁噪聲的主要原因。
現有部分小型壓縮機，如民用活塞空壓機等，采用的是單相異步感應電動(dòng)機。單相異步感應電動(dòng)機的氣隙磁場(chǎng)，一般是橢圓形的，各次諧波磁場(chǎng)相互作用，除match了產(chǎn)生徑向電磁振動(dòng)力外，一般還附加產(chǎn)生切向振動(dòng)力。切向振動(dòng)對于電動(dòng)機本身的噪聲而言是微不足道的，然而由于這類(lèi)電動(dòng)機的應用場(chǎng)合一般都是小型壓縮機，往往存在薄壁結構，切向振動(dòng)常導致薄壁產(chǎn)生較大的振動(dòng)，甚至發(fā)生共振現象，從而產(chǎn)生較大的噪聲。
電動(dòng)機振動(dòng)噪聲故障診斷
壓縮機運轉過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲，是由壓縮機本身以及電動(dòng)機各自的振動(dòng)噪聲疊加起來(lái)形成的。正常運行中，壓縮機本體會(huì )發(fā)出一系列不同頻率的振動(dòng)噪聲，這些頻率一般具有一定的規律，常與壓縮機幾何參數如轉子齒數、氣缸列數等相關(guān)。對壓縮機用電動(dòng)機進(jìn)行振動(dòng)噪聲的故障診斷，需充分考慮并排除壓縮機本體振動(dòng)噪聲的影響，必要時(shí)可脫離負載單獨運轉電動(dòng)機來(lái)診斷其振動(dòng)噪聲。
1.電動(dòng)機噪聲診斷
在通常情況下，電動(dòng)機噪聲是平穩的且具有隨機過(guò)程特性的復合噪聲。由于電動(dòng)機內噪聲源較多，電磁噪聲、機械噪聲和空氣動(dòng)力噪聲分布在不同的頻域，而有時(shí)又相互重疊、混雜，噪聲往往具有較寬的頻域范圍。電動(dòng)機在特殊情況下，會(huì )產(chǎn)生非平穩的隨機噪聲，而這種噪聲往往和某些故障有直接關(guān)系。電動(dòng)機所輻射的噪聲雖然是一種隨機過(guò)程的復合噪聲，但它內部的噪聲源卻是互不相干的。頻譜分析是確定噪聲頻率成分和噪聲源的重要方法，這種方法將在下節一并闡述。在工業(yè)現場(chǎng)，可以采用分離因素的原理，來(lái)確定電動(dòng)機的噪聲源，常用的方法如下：
?。?）突然停電法。在條件允許的情況下，將正常允許的電動(dòng)機突然斷電，電動(dòng)機由于慣性會(huì )繼續運轉一段時(shí)間，斷電的瞬間，電動(dòng)機的噪聲會(huì )立即消失。因此對比斷電前后噪聲級的變化，消失的某一部分都屬于電磁噪聲。
?。?）停止通風(fēng)法。通過(guò)停止電動(dòng)機風(fēng)扇或者外鼓風(fēng)機的運轉，將此時(shí)的噪聲聲級與正常通風(fēng)時(shí)的聲級進(jìn)行對比，可分析出風(fēng)扇和外鼓風(fēng)機的噪聲成分。
?。?）對拖法。用一臺低噪聲電動(dòng)機作為原動(dòng)機，拖動(dòng)被測電動(dòng)機，將測得的噪聲聲級與被測電動(dòng)機空載運行時(shí)的噪聲級和頻譜相比較，這樣可鑒別出電磁噪聲。
?。?）更換零部件法。有些零、部件在電動(dòng)機運行時(shí)，由于共振而發(fā)生機械噪聲，通過(guò)將這些零件取下或者更換，并于它們存在或者未更換使作比較，可分離出共振而引起的機械噪聲。
2.電動(dòng)機振動(dòng)診斷
電動(dòng)機在穩定運行時(shí)，振動(dòng)有一種典型特性和一個(gè)允許限值，當電動(dòng)機內部出現故障時(shí)，振動(dòng)的振幅、振動(dòng)的形式以及振動(dòng)頻譜成分都會(huì )發(fā)生變化，且不同的缺陷和故障所引起的振動(dòng)方式也不盡相同。振動(dòng)能夠客觀(guān)地反映電動(dòng)機的運行狀態(tài)。對電動(dòng)機的振動(dòng)進(jìn)行測量和分析，是電動(dòng)機振動(dòng)噪聲故障診斷的主要技術(shù)手段。
match簡(jiǎn)諧振動(dòng)是一種最基本的振動(dòng)形式，其振動(dòng)位移 可用下式來(lái)表示：
振動(dòng)的速度 是振動(dòng)位移 的微分值：
振動(dòng)加速度 是振動(dòng)速度 的微分值：
使用測量?jì)x器可采集得到的電動(dòng)機振動(dòng)位移、振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度是隨時(shí)間變化的時(shí)域信號，再通過(guò)傅里葉變換可將其分解成多個(gè)不同頻率和幅值的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。引起電動(dòng)機振動(dòng)的原因很多，產(chǎn)生振動(dòng)的部位和振動(dòng)的特征各不相同，結合電動(dòng)機異常振動(dòng)的特點(diǎn)，對電動(dòng)機振動(dòng)頻譜進(jìn)行分析，有助于快速診斷電動(dòng)機異常振動(dòng)噪聲的原因。電動(dòng)機常見(jiàn)的異常振動(dòng)有一下幾種類(lèi)型：
?。?）轉子不平衡產(chǎn)生的機械振動(dòng)。當電動(dòng)機轉子質(zhì)量分布不平衡時(shí)，轉子旋轉時(shí)會(huì )產(chǎn)生單邊離心力，從而引發(fā)機械振動(dòng)。此時(shí)振動(dòng)頻率與轉速頻率相等，振幅隨轉速提高而增大。
?。?）滾動(dòng)軸承異常產(chǎn)生的機械振動(dòng)。當滾動(dòng)軸承發(fā)生損壞時(shí)，應當以各軸承的特征頻率為參考來(lái)判斷出現故障的部位。由載荷過(guò)大、安裝不正確或者滾動(dòng)體大小不一致所引起的振動(dòng)，一般頻率較低，通常小于1kHz。當滾動(dòng)軸承本身加工和裝配不良時(shí)，振幅以軸向為最大，振動(dòng)頻率與旋轉頻率相同。
?。?）滑動(dòng)軸承異常產(chǎn)生的機械振動(dòng)。在滑動(dòng)軸承長(cháng)期運行后，軸瓦間隙變大、潤滑油粘度過(guò)大、油溫偏低以及軸承負載減輕等原因會(huì )造成油膜加厚，油膜動(dòng)壓不穩定造成油膜渦動(dòng)而產(chǎn)生徑向振動(dòng)，振動(dòng)頻率一般略低于轉子轉動(dòng)頻率的一半（通常0.42～0.48），一般通過(guò)改變潤滑油粘度和溫度能減輕或消除振動(dòng)。當轉子轉動(dòng)頻率達到其一階臨界轉速的2倍時(shí)，隨著(zhù)轉速增加，油膜渦動(dòng)的頻率等于轉子一階臨界轉速并保持不變，此時(shí)出現強烈的徑向振動(dòng)，即為油膜振蕩。通過(guò)減少轉子不平衡、降低潤滑油粘度和提高溫度，能使油膜振蕩消失。
?。?）安裝、調整不良引起的機械振動(dòng)。當電動(dòng)機軸線(xiàn)與壓縮機軸線(xiàn)不重合（平行或相交）時(shí)，電動(dòng)機在運行中會(huì )受到來(lái)自聯(lián)軸器的作用力而發(fā)生振動(dòng)。此時(shí)，振動(dòng)中2倍旋轉頻率的成分增多，當電動(dòng)機單獨運行時(shí)，這些振動(dòng)立即消失。當電動(dòng)機與壓縮機之間聯(lián)軸器配合不好時(shí)，會(huì )產(chǎn)生不平衡力而引起徑向振動(dòng)，此振動(dòng)頻率與旋轉頻率相同，電動(dòng)機和壓縮機振動(dòng)相位相差180°，電動(dòng)機單獨運行時(shí)，振動(dòng)消失。
結論
壓縮機的振動(dòng)噪聲往往包含有電動(dòng)機振動(dòng)噪聲部分，對電動(dòng)機進(jìn)行振動(dòng)噪聲的故障診斷，有助于進(jìn)步降低壓縮機設備的振動(dòng)噪聲水平，提高壓縮機設備可靠性和產(chǎn)品競爭力。
本文結合電動(dòng)機在壓縮機系統中的工作特點(diǎn)，指出壓縮機用電動(dòng)機振動(dòng)噪聲來(lái)源于空氣動(dòng)力、機械和電磁三個(gè)方面，并闡述了電動(dòng)機空氣動(dòng)力噪聲、機械噪聲、電磁噪聲的產(chǎn)生機理?；诜蛛x因素的原理，闡述了電動(dòng)機噪聲源的識別與診斷技術(shù)，同時(shí)基于振動(dòng)頻譜分析理論，闡述了電動(dòng)機各部件異常振動(dòng)的特征頻率及診斷技術(shù)。
作者介紹
楊僑明（1989.6-），男，山西人，中級工程師，碩士，現就職于西安交通大學(xué)蘇州研究院，主要從事螺桿壓縮機性能及可靠性方面的研究。
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