電機(jī)噪聲的分析和控制(低噪音發(fā)電機(jī)組)

氣動(dòng)噪聲主要由風(fēng)扇(自通風(fēng)或帶有外部通風(fēng)設(shè)備)和電機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生。中小型電機(jī)中，當(dāng)風(fēng)扇直徑遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)子直徑時(shí)，風(fēng)扇噪聲是主要噪聲。女士，請(qǐng)查看概述并與您分享。

1風(fēng)扇噪聲

風(fēng)扇的噪音隨著流量的增加而增加，尤其是隨著風(fēng)扇圓周速度的增加。為了減小電機(jī)的尺寸和重量，我們總是試圖提高有效材料的利用率，這通常需要增加風(fēng)扇的流量。因此，在提高電機(jī)有效材料的利用率和減小通風(fēng)噪聲的要求是存在矛盾的,的設(shè)計(jì)中，只有合理選擇風(fēng)機(jī)和通風(fēng)系統(tǒng)各部分的結(jié)構(gòu)形式和幾何尺寸，才能很好地滿足這兩個(gè)要求。

風(fēng)扇的選擇

電機(jī)內(nèi)置風(fēng)扇有兩種：徑向離心式風(fēng)扇和軸流式風(fēng)扇。軸流式風(fēng)扇和向后傾斜的風(fēng)扇葉片比徑流式風(fēng)扇葉片產(chǎn)生更低的噪音。從噪聲的角度來(lái)看，高速電機(jī)軸向通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)于徑向通風(fēng)系統(tǒng)。

大型電機(jī)最好在轉(zhuǎn)子兩端安裝一個(gè)風(fēng)扇，這樣可以降低通風(fēng)噪音5~7分貝，因?yàn)樵谙嗤L(fēng)量下，一個(gè)風(fēng)扇的外徑需要增加1.414倍(根數(shù)2)。此外，風(fēng)扇的設(shè)計(jì)應(yīng)具有最小的通風(fēng)余量。

風(fēng)扇噪聲的頻率由公式(1)確定；

F=KNn/60…………………(1)

在公式(1)中，

N——扇葉數(shù)；

N——風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，(rpm)；

k是常數(shù)，可以取1，2，3.

此外，風(fēng)扇氣流渦流產(chǎn)生的湍流會(huì)產(chǎn)生分布范圍較廣的寬帶噪聲。

風(fēng)扇葉片間距與風(fēng)扇外圓處間隙

當(dāng)使用等間距的風(fēng)扇葉片時(shí)，如果風(fēng)扇干擾一個(gè)或幾個(gè)固定障礙物，就會(huì)產(chǎn)生離散的頻率噪聲。在這種情況下，將風(fēng)扇的等間距葉片改為不等間距葉片可以顯著降低噪音。同時(shí)，還可以通過(guò)增加風(fēng)扇外圓與固定障礙物之間的間隙來(lái)降低噪音。一般該間隙不應(yīng)小于風(fēng)機(jī)外徑的10~15%。為了減小風(fēng)扇損耗和噪聲，應(yīng)使風(fēng)扇氣流入口處的面積小于入口處風(fēng)扇軸向截面積.

風(fēng)路

必須避免或盡量減少風(fēng)路上的障礙物；當(dāng)風(fēng)路方向改變時(shí)，應(yīng)取盡可能大的半徑，風(fēng)路截面積的變化必須盡可能逐漸改變；如果垂直于風(fēng)路的支柱無(wú)法拆除，則應(yīng)采用流線型；特別注意避免突然排氣，因?yàn)檫@會(huì)形成渦動(dòng)孔，從而導(dǎo)致更大的噪音。

2轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的噪聲

放置在大中型電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯徑向通風(fēng)管道中的墊片和穿過(guò)通風(fēng)管道的轉(zhuǎn)子條在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似離心式風(fēng)扇葉片的通風(fēng)噪音。

當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子鐵芯具有徑向通風(fēng)管道并且彼此對(duì)齊時(shí)，它們聽(tīng)起來(lái)像哨子。因此，最好徑向連接定子和轉(zhuǎn)子。

當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，其表面齒槽的存在使空氣隙中的氣流受到周期性振蕩而產(chǎn)生噪聲，其頻率由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和槽數(shù)決定。

3電機(jī)通風(fēng)噪聲級(jí)的估算

設(shè)計(jì)時(shí)總希望能精確的預(yù)計(jì)電機(jī)的噪聲級(jí)。然而，對(duì)同一類(lèi)型中一系列電機(jī)的噪聲測(cè)量結(jié)果證明：無(wú)論在噪聲總響度級(jí)方面，或噪聲頻譜分析方面，各臺(tái)電機(jī)之間依然存在著明顯的差異。因此，很難確定電機(jī)噪聲與其結(jié)構(gòu)之間的嚴(yán)格關(guān)系。當(dāng)采取適當(dāng)措施降低電磁噪聲和機(jī)械噪聲之后，電機(jī)的噪聲主要由空氣動(dòng)力噪聲決定時(shí)，其噪聲級(jí)可按經(jīng)驗(yàn)公式（2）-（5）估算，單位為分貝。

●防護(hù)式自通風(fēng)電機(jī)按式（2）計(jì)算。

L=10lgP+20lgn+5…………………(2)

式（2）中：

P——電機(jī)功率（千瓦）；

n——電機(jī)轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）。

●封閉式自通風(fēng)電機(jī)按式（3）計(jì)算。

L=10lgP+20lgn…………………(3)

●水冷封閉式電機(jī)按式（4）計(jì)算。

L=10lgP+20lgn-10………………(4)

●外通風(fēng)電機(jī)，噪聲級(jí)由外通風(fēng)機(jī)的功率P確定，具體按式（5）。

L=14lgP+80………………(5)

上述估算公式（2）-（5）與測(cè)量所得結(jié)果比較，其差值在3分貝左右。

4噪聲控制效果實(shí)例

電磁、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不斷改進(jìn)，使電機(jī)的通風(fēng)噪聲成分相對(duì)于電磁噪聲和機(jī)械噪聲成分越來(lái)越大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，三者的分配比例變化。電磁噪聲：空氣動(dòng)力噪聲：機(jī)械噪聲三者的比例由原來(lái)的45：45：10逐步調(diào)整為20：75：5，該數(shù)據(jù)是某電機(jī)廠家的一些數(shù)據(jù)，不同的電機(jī)廠家和不同規(guī)格的電機(jī)都 會(huì)有一些差異性。

要從噪聲源去有效地抑制空氣動(dòng)力噪聲是較為困難的。往往采用隔聲和消聲的措施來(lái)控制通風(fēng)噪聲，例如在中型電機(jī)中，可將消聲器裝在氣流通道上，消聲器允許氣流通過(guò)，但將聲能變換為熱能而加以吸收，或利用聲音的反射和干擾而加以吸收。消聲器是降低空氣動(dòng)力噪聲較為有效的一種器件。

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