图3 im、tm随R的变化情况
实践证明，在螺线管内被充磁的永磁体两端贴加软磁铁心也能改善这种情况，这种铁心应采用薄片叠成且片间绝缘，使得在脉冲磁化过程中软磁铁心中产生的涡流很小，因它而产生的反磁场也很小且均匀分布。
加铁心使L增大而R不变，可用较小的im得到较大的Hm。
4 参数设计原则与步骤
由以上分析可知，设计脉冲充磁装置时C不宜取得过大（否则成本太高），R应尽量小，L也不宜取得过大。
所以绕制充磁螺线管时匝数应少一些，绕组线径应大一些，在满足充磁零件大小的前提下螺线管的内径也应尽量小一些，放电回路各器件连接的接触电阻也应尽量小。
在器件耐压允许的前提下，提高电容放电电压U0从而增大电容储能是提高im与Hm的最直接最有效的手段。
设计步骤为：
（1）根据被充磁永磁体的材料与尺寸大小确定脉冲充磁所需要的磁场峰值Hm及充磁螺线管的尺寸大小。
确定Hm时应留有裕量，螺线管尺寸应尽量紧凑以控制R与L值。
初定螺线管线径及匝数后初算出R及L值。
（2）根据安全性及电容器与放电开关器件耐压、成本等因素选定U0，也应留有裕量。
（3）计算绘制im＝f（C）、Hm＝f（C）曲线，根据所需要的Hm值可确定C，应使（C，Hm）点处于曲线膝部比较经济合理（可调整L、R、U0实现）。
（4）计算绘制im＝f（L）、Hm＝f（L）曲线，校核（L，Hm）点，大致处于曲线膝部比较合理。
（5）可求得im值并确定电路中有关元器件的相应参数并核算螺线管的线径。
（6）综合考虑安全、性能、价格、工艺等诸方面因素而调整并最后确定各参数。
显然，设计制造时追求放电能得到大的im与Hm，使用时却应在Hm满足饱和充磁的前提下采用尽可能小的U0、im与Hm，以实现充磁的最低能耗、提高电容器、放电开关器件（晶闸管）及至整个充磁设备的使用寿命。
5 实验线路与结果
一种简单实用的脉冲充磁电路如图4所示。
图4 脉冲充磁电路原理
SCR为大功率普通晶闸管，用作强电流放电开关，SSR1、SSR2为固态继电器，分别控制储能电容器C1的充电与触发电容器C2的放电，R4为设定放电电压U0的可变电阻器，L为磁化线圈。
充电控制与触发控制电路包含电压比较器、D触发器、开关晶体管等。
工作过程为：
闭合开关S1接通电源，变压器T副边低压输出经整流后向C2充电，充电控制电路保证SSR1导通SSR2断开，闭合开关S2后T副边高压输出经整流后向C1充电，当uC达到设定值U0时SSR1断开，触发电路控制SSR2导通，C2经R5、C3放电（触发导通SCR），此时C1经SCR放电，在磁化线圈L内产生强脉冲磁场对永磁零件充磁。
此后每按动按钮开关S3一次即重复上述充电－停充电－触发－放电（充磁）过程一次，可连续工作。
晶闸管以其无可比拟的优越性淘汰了早期的引燃管、钢球点火开关等脉冲放电控制器件。
KP型普通晶闸管具有单向导电性，门极触发前又具有正向阻断能力，所以很适合用于电容储能脉冲放电电路。
充磁用电容放电的脉冲电流峰值一般为数千～1万安培，但脉冲电流持续时间（脉宽）仅为数十微秒～数毫秒，所以在选用晶闸管时不能以通态平均电流IT（AV）的额定值与脉冲电流峰值简单相比，而应参照浪涌电流值ITSM的额定值。
国产大功率管IT（AV）可达1000～4000A，其ITSM要远远高于它，如IT（AV）＝1000A时ITSM约为。
标准规定，晶闸管在规定的冷却条件下通过3倍IT（AV）时，可经受的时间为60ms，通过6倍IT（AV）时，可经受的时间为20ms，经理论计算与实践证明选择工作脉冲电流峰值为IT（AV）的8～10倍或为ITSM的1/～1/2倍是十分安全的，工作脉冲电流脉宽一般不超过10ms，有较大脉宽时应取较小倍数。
标准还规定大功率管通态峰值电压UTM≤，而生产厂家常给出通态平均电压UT的实测值，一般为1V左右，它与器件内阻有关，为减小损耗和器件发热，应选择有较小UT值的晶闸管。
续流二极管VD9的作用是为放电过程中uC1降到零后螺线管L两端的感应电势维持的电流提供回路，使其不会对电容C1反向充电。
采取上述分析计算结果设计制造的强磁场脉冲充磁机（C＝15000μF，U0max＝900V）及充磁螺线管（3×2mm2纱包扁铜线缠绕4层共80匝，l=70mm、dAY=46mm）控制了较低的制造成本与使用能耗，R＝Ω，L＝170μH，求得U0＝600V时放电脉冲电流峰值im=4084A，则螺线管中心磁场强度峰值Hm=×106A/m（49KOe）。
对置于该螺线管中的特高矫顽力（HCJ≥1353kA/m）钕铁硼（NTP35SH）永磁零件充磁效果令人满意。
设备在工厂正常使用一年，放电数千次未发生故障。
参考文献：
[1]赵凯华.电磁学.高等教育出版社.1999
[2]邱关源.电路.高等教育出版社.1999
[3]黄 俊.电力电子变流技术.机械工业出版社.1996
作者简介：
谢祖荣 男，副教授，主要从事电气技术、磁应用技术方面的教学与科研工作。
电机的振动及噪音
一般评估电动机的品质除了运转时之各特性外，以人之五感判断振动及噪音的情形较多。
而电动机产生的振动噪音，主要有：
1、机械振动噪音，为转子的不平衡重量，产生相当转数的振动。
2、电动机轴承的转动，正常的情形产生自然音，精密小型电动机或高速电动机情形以外，几乎不会有问题。
但轴承自然的振动与电动机构成部材料的共振，轴承的轴方向弹簧常数使转子的轴方向振动，润滑不良产生摩擦音等问题产生。
3、电刷滑动，具有电刷的DC电动机或整流子电动机，会产生电刷的噪音。
4、流体噪音，风扇或转子引起通风噪音对电动机很难避免，很多情形左右电动机整体的噪音，除风扇的叶片或铁心的齿引起气笛音外，也有必要注意通风上的共鸣。
5、电磁的噪音，为磁路的不平衡或不平衡磁力及气隙的电磁力波产生之噪音，又磁通密度饱和或气隙偏心引起磁的噪音。
一、机械性振动的产生原因与对策
1、转子的不平衡振动
A、原因：
．制造时的残留不平衡。
．长期间运转产生尘埃的多量附着。
．运转时热应力引起轴弯曲。
．转子配件的热位移引起不平衡载重。
．转子配件的离心力引起变形或偏心。
．外力（皮带、齿轮、直结不良等）引起轴弯曲。
．轴承的装置不良（轴的精度或锁紧）引起轴弯曲或轴承的内部变形。
B、对策：
．抑制转子不平衡量。
．维护到容许不平衡量以内。
．轴与铁心过度紧配的改善。
．对热膨胀的异方性，设计改善。
．强度设计或装配的改善。
．轴强度设计的修正，轴联结器的种类变更以及直结对中心的修正。
．轴承端面与轴附段部或锁紧螺帽的防止偏靠。
2、轴承之异常振动与噪音
A、原因：
．轴承内部的伤。
．轴承的轴方向异常振动，轴方向弹簧常数与转子质量组成振动系统的激振。
．摩擦音：
圆柱滚动轴承或大径高速滚珠轴承产生润滑不良与轴承间隙起因。
B、对策：
．轴承的替换。
．适当轴方向弹簧预压给轴承间隙的变动。
．选择软的滑脂或低温性优秀的滑脂，残留间隙使小（须注意温升问题）。
3、电刷滑动音
A、原因：
．整流子与电刷的滑动时的振动电刷保持器激振产生
B、对策：
．握刷的弹性支持、选择电刷材质与形状、抑制侧压引起的电刷振动及提高整流子的精度等。
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二、流体噪音的产生与对策
电动机的流体噪音中，主要为冷却用的风扇引起的噪音。
此外，转子铁心的槽开口部接近静止侧的部份，变成显著气笛音，再则通风路等如存在共鸣空间，产生显著的共鸣者。
1、风扇噪音的大小：
电动机一般求两方向转动，风扇的叶片为径向直线叶片，效率不良，而且噪音大。
噪音值约由下式来求。
但测定电动机的轴中心高度，距离有１m的情形。
噪音dB（A）=70logD+50logN+
D：
叶片的外径（m）， N:
每秒的转数， ：
常数３２～３６，
由上式，降低噪音位准，以减少风扇的外径较重要。
但吐出风量与风压低下，与这些的配合变成重要。
风扇在外框的内部时有减音或遮音效果。
2、风扇噪音的频率依不同类型而有差异。
．压力噪音，为风扇的叶片空气受压力冲击产生。
．扰流噪声，为叶片周边空气流动的扰乱起因者，径向直线叶片的风扇，电动机的用途上可说不可避免。
．风扇与其它部份的干涉引起的气笛音，为接近转动叶片存在其它部份空气如流通，产生激烈的气笛音。
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三、电磁噪音（感应电动机）
有关电磁噪音，其电磁噪音由耳朵的听感感度良好频率１００HZ以上的频率带域，单一或复数的特定频率音组成，特别与定子共振时变成显著的噪音。
感应电动机较DC电动机常有电磁噪音问题，因此以感应电动机为中心说明。
电磁噪音感应电动机通称“磁音”，对此种的研究，首先要了解正弦波电流的电磁噪音。
1、正弦波电流的电磁噪音：
因正弦波电流，感应电动机的气隙产生的磁通，加转矩产生的基本（主）磁通，存在高谐波磁通。
这些的磁通使定子与转子铁心互相吸引的电磁力波作用，定子铁心变形为多角形，转轴弯曲移位产生振动。
主要产生电磁噪声之气隙高谐波磁通原因者，有
A、绕线分布引起的磁动势高谐波。
B、定子或转子铁槽产生的槽高谐波。
C、铁心饱和产生的饱和高谐波。
D、偏心引起的偏心高谐波
E、电压、线圈、磁路等不平衡引起的高谐波。
F、槽磁导高谐波等。
G、相带高谐波，气隙存在为数很多的空间高谐波磁与电源波形畸变等引起时间高谐波磁通。
2.电磁噪音防止对策：
A.由电机设计上
．适当槽数组合
．采用特殊槽
．斜槽化
．选择线圈节距
．正弦波绕线
．采用分数槽绕线
．气隙、齿、轭铁部之磁通密度的适当化
．转子槽部极与厚度的均等化
．采用磁性楔
．气隙的扩大
B.由机械设计上
．消除静的偏心，提高加工．装配精度。
．对外力提高轴的弯曲刚性，装配精密。
．全闭槽消除齿尖厚度不同，提高制造技术。
．磁路使不造成不平衡的构造以及制造，特别转子导体的电阻，绝缘或轴的断面形状。
．定子、转子避免与电动机构成部材料的共振。
．避免与电动机装置机构产生共振。
．定子铁心或轴承支持部的弹性、防振支持。
．由电动机外部的遮音或防音的构造。
C.在使用上，消除电源电压的不平衡。
．电磁噪音的原因变成电磁加振力，这些的高谐波磁通因互相干涉产生电磁力波引起。
但并非所有电动机的噪音问题，皆由电磁力波所引起的。
有些是因与定子或转子的自然振动数一致或接近的情形形成共振状态。
所以电磁噪音产生的因素，不单单只因为电磁力波的频率，我们还需要了解电动机各部份的振动体自然振动频率。
电机噪音分析
怎佯鉴别机械噪声源?
为了控制机械噪声和振动，首先必须判明产生振动或噪声的部位，常用的鉴别方法主要有：
（1）主观鉴别法，即用耳朵来判断机械噪声源及其主次，因为人的耳脑系统本身就是相当灵敏的感觉系统，因此它能够正确地区分各种声音．这种判断的结果，可做噪声源定位的一般了解。
（2）分步运转法，即对于复杂的机械，可以分步断开某些部件，以区别各部分噪声对整机噪声的影响。
（3）选择隔离法，将机器罩上各部分可分离的密封外壳，然后露出不同的部位，分别测量机器各部位所辐射的噪声及其特性。
（4）近场测量法，即把传声器*近机械噪声源进行测量，由此得到机器上各噪声源的位置和判明主要噪声源的部位。
（5）表面振速法，即用速度传感器阅出机器表面各处的振动速度，通过振动的频谱分折，并与噪声的频谱分析和比较，鉴别出主要噪声源的部位。
（6）相关函数法，即用自相关函数法检测随机信号中的确定性周期信号，用相关函数法建立时间滞后，来确定信号通过系统的时间和传递通道，再用相关函数法来确定噪声的来源。
为了控制机械噪声和振动，首先必须判明产生振动或噪声的部位，
使用仪器测绘电机噪音频谱曲线时,长用倍频程或1/3倍频程
电机噪音频谱分析一般用1%窄带频谱这样便于找出电机的主要噪音声源
如仅做分析不计量可以用掌上电脑的噪音测试软件测试对应峰值
常见的几点
1轴承1轴承滚珠2000-5000Hz
2轴向振动1000-1600Hz有明显峰值,
3轴向串动声50-400有明显峰值（对应f=n/10,n/30,n/60*Re/Rc或E*n/30）
2端盖共振1000-1500有峰值
3机壳共振 500-1000有明显峰值
4换向器噪音m*n/60
5转子动不平衡噪音n/60
6单边电磁拉力不平衡峰值与电源频率对应
7电机磁径向磁拉力振动峰值与两倍电源频率对应
8齿谐波噪音ZQn/60+2f0（Z为谐波次数,Q为转子齿数,f0为电源频率
9转差声Sf0或2Sf0S为转差率（%）
10空气动力共鸣声在f=m*Z*n/60有明显峰值,m为风道数,Z为谐波次数
电机电磁噪声产生原因分析
电磁噪声是由在时间上和空间上作变化，并由电机各部分之间作用的磁拉力引起的。
对于异步电机电磁噪声的形成的原因可以归为：
（1）气隙空间的磁场是一个旋转力波，它的径向力波使定子和转子发生径向变形和周期性震动，产生了电磁噪声。
（2）气隙磁场中除了电源基波分量外，还有高次谐波分量，高次谐波的径向力波也都分别作用于定转子铁心上，使它们产生径向变形和周期震动，在一般情况下，对高次谐波来说，电动机转子刚度相对较强，定子铁心的径向变形是主要的，可能产生较大的噪声。
（3）定子铁心不同阶次谐波的变形，有不同的固有频率，当径向力波的频率与铁心的某个固有频率接近或相等时，就会引起“共振”。
在这种情况下，即使径向力的波幅不大，也会导致铁心变形、周期性震动和产生较大噪声。
（4）定子变形后引起周围空气振动，从而产生噪声。
这时，定子相当于一个声辐射器。
（5）当铁心饱和时，将会使磁场正弦分布的顶部变得平坦，在磁场分布中加大了三次谐波分量，将使电磁噪声增加。
（6）定转子槽都是开口的，气隙磁导在旋转时也是在变化和波动的。
气隙磁场中出现了很多由于槽开口引入的谐波。
降低电磁噪声的方法：
（1）合理选择气隙磁密。
（2）选择合适绕组形式和并联支路数
（3）增加定子槽数以减少谐波分布系数
（4）合适的槽配合
（5）利用磁性槽楔
（6）转子斜槽
关于绕线时测张力的重要性
本人一直要求车间对绕线时的漆包线张力进行测量，但是车间做得并不认真，不过我还是认为测漆包线的张力是很重要的，我来说一下测张力的重要性，看看大家是不是有同感
张力过大会引起的问题：
转子：
1。
线拉细，漆膜正常，温升可能不能通过
2。
漆膜拉裂，引起匝间短路，浪费漆包线
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