浅谈汽车交流发电机噪声及其抑制

    1 引 言

    汽车交流发电机是一种机械能转换成电能的装置，转子在外加机械力的作用下旋转，转子中的绕组通以励磁电流，在励磁电流的作用下，在前、后两个磁极的鸟咀形的爪部，分别形成 N 极和 S 极。发电机的定子由低碳钢冲片叠压而成的定子铁芯和按一定要求绕制的三相绕组所组成。经励磁的转子在定子内旋转时，在定子铁芯内形成交变磁场，该磁场在三相绕组内产生感应电势，输出电能。由于发电机的工作原理，决定了发电机在工作中必然会产生噪声。根据汽车发电机噪声产生的不同方式，大致可把其噪声分为三大类即: 电磁噪声、通风噪声与机械噪声。

    2 电磁噪声及其抑制

    汽车发电机电磁噪声主要是由气隙磁场作用于定子铁芯的径向分量所产生的，它通过磁轭向外传播，使定子铁芯产生振动变形。电磁噪声与气隙中定、转子磁场之间的相互作用而产生的径向力、电机构的动态响应以及电机表面的声辐射特性有关。以下介绍几种降低汽车交流发电机电磁噪声的主要方法。

    ( 1) 适当增大气隙 汽车发电机气隙从 δ1增大到 δ2，那么以分贝表示的声功率级之差为:

    假定气隙由 0． 25 增大到 0． 375，那么由公式算出的噪声减少值为 7dB。由于伴随着气隙的增大，电机的效率会降低，温升会上去，所以气隙增大要合适。

    ( 2) 减小气隙静态偏心 定、转子以及前后铝压铸端盖加工与装配，应注意它们的圆度与同轴度。

    ( 3) 减小气隙动态偏心 动态偏心是由转子椭圆，转轴弯曲造成的，导致一边气隙大，另一边气隙小，磁阻沿圆周产生周期变化，使基波磁势增加了一个谐波分量，谐波次数，随着转子转动，偏心位置在不段改变，引起旋转频率的单边磁场拉力而产生噪声。为了减少气隙动态偏心，可以采用两极爪间焊接或者装配一非导磁材料( 一般为不锈钢) 的圆环，以提高转子的刚性。另外，对于转子轴的硬度也需要合理选择，并控制成批量轴的热处理硬度。

    ( 4) 定子铁芯与前后铝端盖采用弹性联接 将定子与前后端盖之间的大约 2mm 的间隙用导热橡胶填封，可使发电机的噪声减少 10 ～15dB。

    ( 5) 选择合理的槽开口尺寸 汽车发电机定子槽都是开口的，气隙磁阻在旋转时是在变化和波动，气隙磁场出现很多“槽开口波”，与气隙和槽开口大小有关，气隙越小，槽口越宽，幅值越大，电磁噪声也就越大。所以，在不影响发电机定子嵌线的前提下，尽可能选择小的槽开口尺寸。