可见，风扇与风罩间的径向间隙越小，轴流式风扇的效率下降就越小。
2) 根据进气无预旋原则，合理确定风扇与风罩轴向间隙口轴流风扇的理论全压HT为：
HT??u(C2u?C1u) (4—15) 式中 ?——空气密度； u——风扇调速；
C1u——进口处气流绝对速度的切向分量； C2u——出口处气流绝对速度的切向分量。
从上式可以看出，显然当进口处无预旋，即C1u=0时，风压HT最大。 当然，间隙。的选取应在工艺允许范围之内，且应避免产生共鸣声。
3)保证足够的进风面积，在进风口处和出风口处分别增加导风圈和挡风圈，以减小风阻及涡流，降低通风损耗噪声，同时增大风量。 (二)振动及噪声 1．电磁振动及噪声
当电动机由变频电源供电时，电动机气隙中的空间高次谐波与时间高次谐波叠加，使气隙中的高次谐波磁通增加。有的时间高次谐波达数千赫兹的频率，使电动机各部分产生振动和噪声。
当旋转电动机不平衡而产生的机械振动与电磁振动一致而产生共振时，电动机产生强烈的振动和噪声。
在工频电源供电运行时，要避免与50Hz频率相关的固有频率产生共振是容易的。但变频调速运行时，频率在很大范围内变化，要避开各个部件各自的固有频率相当困难。这就极易在某一频率下发生共振，使得电磁振动及噪声增大。
高次谐波中较低次谐波易引起转子和定子发生共振，而使其固有振动频率附近的振动增加。此外，高次谐波所产生的脉动转
转子或定子铁心的周期性电磁振动，将使电动机外壳和轴承架等产生强度不等的噪声。此外，由于加工或电动机的装配不良而引起的转子在定子内孔中偏心，因而引起气隙不均匀；由于转子外圆加工不良引起的转子铁心相对轴线的偏心；由于定转子槽数配合不当、槽口形状、气隙大小不合理等，也会引起振动和噪声。这些振动和噪声，会由于变频电源中的高次谐波的作用而变得更加严重。
电磁振动和噪声与变频调速的控制方式有关。由于脉幅调制(PAM)方式中的高频成分比较少，因而其噪声水平是随运行频率的下降而下降的。但在脉宽调制(PWM)方式中，由于其载波频率较高，而这种载波频率与运行频率无关，因此，低速时虽．可平稳运行(脉动转矩减小)，但其噪声水平不会下降。实验证明，PAM方式的噪声最高发生在50Hz左
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右，而PWM方式的噪声最高发生在1000Hz左右。 2．通风及其它机械振动与噪声
通风噪声是冷风扇叶片及通风道的风声及共鸣声。其频率与电动机转速及冷却风扇的风叶片数的乘积有关。其噪声量有两部分：一是取决于风扇的圆周速度和风扇尺寸的旋转噪声；另一部分是风扇的风压和风量产生的噪声。由于风扇的风压和风量也与转速有关，因此通风噪声很大程度上取决于转速。其噪声量由下式决定：
2 SPL2?SPL1?50log() (4—16)
nn1 式中 SPL1——转速为n1时的噪声量(dB)； SPL2——转速为n2时的噪声量(dB)。
由上式可见，变速运行时电动机的噪声随转速增加而增大。
机械振动是因电动机及被传动的旋转机械的残余不平衡、机械结构的强度不够及加工装置精度不良等原因造成的。
转子的不平衡有三种可能：一是不平衡离心力在两支座上产生大小相等相位一致的静不平衡；二是平衡离心力偶在两支座上产生大小相等、相位相反的动不平衡；三是转子的残余不平衡引起的不平衡力偶和作用在转子重心上的径向力，使支座振动成为在数值和相位上都不相同的混合不平衡。转子的不平衡多为静不平衡和动不平衡的混合不平衡。 因离心力与转速的平方成正比，所以转子的残余不平衡在高速运转时会引起强烈的振动。为避免轴系固有振动频率与运转频率发生共振而引起振动，应采用弹性联轴器，以减小电动机轴线不对称对振动的影响。
此外，轴承选用不当，或装配不良，或润滑欠佳都会引起振动和噪声。 3．脉动转矩与轴的扭振
电动机的转子和负载构成轴系统，当其扭曲固有振动频率与时间高次谐波产生脉动转矩的频率一致时，会引起共振。此时轴系上将承受很大的扭矩。
理论上和试验证明，当轴系为两圆盘联接式的轴系时，若使脉动转矩的频率在轴系扭曲固有振动频率的25％范围内运行，可避免共振现象的发生。 此时，轴系的扭曲共振频率按下式计算：
103 fn?2?J1?J2K （4—17） J1J2式中 fn——轴系统扭振固有频率(Hz)；
J1、J2——两圆盘的转动惯量(kg?m2 )
K——计算系数(Nm2)。
当轴系为电动机轴外悬伸重物时，在高速运行情况下，转频率与轴系扭曲固有频率一
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致时，也会引起共振。此时，开运行频率在轴系扭曲固有频率的25％范围内运行。 此时，轴扭曲共振频率由下式计算： fR?fs1?MR （4—18） Ms式中fr轴系扭曲固有振动频率(Hz)；
fs轴承的弹簧系数引起的附加轴系扭曲固有振动频率(Hz)；
MR——轴系质量(kS)；
Ms——除转子外的电动机质量(kg)。
当电动机与减速器直接联接时，在较低转速运行的区域内，齿轮噪声往往使振动增加。此时，由于轴系的共振和脉动转矩的影响，直接影响到电动机的电流波形，使其出现不稳定状态。
PWM控制方式在其主回路晶体三极管作开关控制时，不稳定现象与电动机滞后电流引起滤波电容器上电压的变动有关。
这种电流不稳定现象常常出现在以下情况： 1)无载或轻载时； 2)负载的飞轮矩GD2
3)电动机二次回路的时间常数大时。 (三)振动、噪声及共振的抑制
由于振动及噪声产生的原因复杂，加上变频调速电动机运行的频率和转速变化范围广，因而又极易出现共振现象。因此要完全消除和避免是困难的，只能采取以下一些抑制和降低的办法：
1．电动机方面
1)设计电动机时适当降低磁通密度； 2)减小电动机定转子之间气隙的不平衡； 3)减小转子本身的动不平衡；
4)加强定、转子及机座轴承架等的刚度。 2．变频电源方面
1)因输出电压变化量在低速范围内易于产生共振，因此应提高变频装置的性能，调整其输出电压的变化机能；
2)因加速或减速过渡期间易发生共振，因此应降低电动机加减速时间，以使过渡期共振范围变狭；
3)设置频率跳变，跳过共振点运行； 4)改善输出波形；
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5)在变频电源与电动机之间插接交流电抗器，以抑制高次谐波。 3．选用弹性联轴器
轴系共振常起因于脉动转矩，若选用合适的联轴器便可抑制共振，选用弹性联轴器便是有效手段。
共振时的共振倍率G与共振体衰减率疗有以下关系：
G?1(2?) (4—19)
刚性联轴器的共振倍率为80~120，齿轮联轴器的共振倍率为8～10，高弹性橡胶的共振倍率为4~5。
采用高弹性橡胶联轴器在安装轴线不对中值为0．2～0．3mm的情况下，仍然保证机组正常工作。
4．电动机的支持架的设计改进
电动机支持台架刚性不足很容易产生共振，抑制共振必须设法改变支持台架的固有频率，如增强台架刚性，或在台架与电动机之间垫加衰减率很大的橡胶衬垫，其防振效果十分明显。
第五章 YSP160-M4变频调速电动机的设计 5.1 电磁设计
（一）额定数据和主要尺寸（f=50Hz）：
1．额定功率：Pn=11KW
2．额定电压：UN=UNF=380V （△连接） 3．功电流：IkWPN11′103==A=9.65A mUNF3′3804．效率：h'=87% 5．功率因素：cosj'=0.82 6．极对数：p?2 7．定转子槽数
每相每极槽数取整数q1?3 则Z1?2mpq1?2?3?2?3?36 Z2=26并采用斜肩平底半闭口槽 8．定转子每极槽数 Zp1? Zp=2Z136??9 2p4Z2261==6 2p42第 34 页 共 59 页
9．确定电机电机主要尺寸 主要尺寸来确定Dil和lef
K'E=0.0108PNl-np0.+0130.931 =0.0108l-n11?0.013 20.931=0.931P'=K'PENh'cosj' 计算功率
=0.931 11′1030.87′0.82 =14.355KW 初选a'=1.1，K''p?0.68，K'Nmdp1?0.96由图10-2可取A=28000Am，由表B'??0.65T，假定n'=1500rmin。
=6.11p'V'
a'K'鬃''pNmK1dpAdB n'
=0.004m437由表10-2取l=1.4
则D'32pillpV=0.16m 再由表10-3，按定子内外径比求出定子冲片外径 D'1=D'i1/(Di1D)=0.16/0.64=0.249m 取D1?0.22m Di1=D1?(Di1D)0.26/=0.64m 0.17 铁心的有效长度：lVef=D2=0.004732=0.164m i10.17 取铁心长li=0.155m 10．气隙的确定
d=0.3(0.+4D)3i71li -10
淮0.51-30m
于是铁心有效长度lef=li+2d=(0.155+2?0.0005)m0.156m
转子外径D2=Di1-2d=(0.17-2?0.0005)m0.169m
转子内径先按转轴直径：Di2=0.06m
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