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电机噪声的分析和控制(低噪音发电机组)

日期:2022-06-14 09:18   浏览次数:0

气动噪声主要由风扇(自通风或带有外部通风设备)和电机的旋转转子产生。中小型电机中,当风扇直径远大于转子直径时,风扇噪声是主要噪声。女士,请查看概述并与您分享。

1风扇噪声

风扇的噪音随着流量的增加而增加,尤其是随着风扇圆周速度的增加。为了减小电机的尺寸和重量,我们总是试图提高有效材料的利用率,这通常需要增加风扇的流量。因此,在提高电机有效材料的利用率和减小通风噪声的要求是存在矛盾的,的设计中,只有合理选择风机和通风系统各部分的结构形式和几何尺寸,才能很好地满足这两个要求。

风扇的选择

电机内置风扇有两种:径向离心式风扇和轴流式风扇。轴流式风扇和向后倾斜的风扇叶片比径流式风扇叶片产生更低的噪音。从噪声的角度来看,高速电机轴向通风系统优于径向通风系统。

大型电机最好在转子两端安装一个风扇,这样可以降低通风噪音5~7分贝,因为在相同风量下,一个风扇的外径需要增加1.414倍(根数2)。此外,风扇的设计应具有最小的通风余量。

风扇噪声的频率由公式(1)确定;

F=KNn/60…………………(1)

在公式(1)中,

N——扇叶数;

N——风扇转速,(rpm);

k是常数,可以取1,2,3.

此外,风扇气流涡流产生的湍流会产生分布范围较广的宽带噪声。

风扇叶片间距与风扇外圆处间隙

当使用等间距的风扇叶片时,如果风扇干扰一个或几个固定障碍物,就会产生离散的频率噪声。在这种情况下,将风扇的等间距叶片改为不等间距叶片可以显著降低噪音。同时,还可以通过增加风扇外圆与固定障碍物之间的间隙来降低噪音。一般该间隙不应小于风机外径的10~15%。为了减小风扇损耗和噪声,应使风扇气流入口处的面积小于入口处风扇轴向截面积.

风路

必须避免或尽量减少风路上的障碍物;当风路方向改变时,应取尽可能大的半径,风路截面积的变化必须尽可能逐渐改变;如果垂直于风路的支柱无法拆除,则应采用流线型;特别注意避免突然排气,因为这会形成涡动孔,从而导致更大的噪音。

2转子旋转所产生的噪声

放置在大中型电机转子铁芯径向通风管道中的垫片和穿过通风管道的转子条在电机旋转时也会产生类似离心式风扇叶片的通风噪音。

当异步电动机的定子和转子铁芯具有径向通风管道并且彼此对齐时,它们听起来像哨子。因此,最好径向连接定子和转子。

风道的位置相互错开。另外,电机转子绕组的端部也会产生宽频带的旋转噪声。

当转子旋转时,其表面齿槽的存在使空气隙中的气流受到周期性振荡而产生噪声,其频率由转子转速和槽数决定。

3电机通风噪声级的估算

设计时总希望能精确的预计电机的噪声级。然而,对同一类型中一系列电机的噪声测量结果证明:无论在噪声总响度级方面,或噪声频谱分析方面,各台电机之间依然存在着明显的差异。因此,很难确定电机噪声与其结构之间的严格关系。当采取适当措施降低电磁噪声和机械噪声之后,电机的噪声主要由空气动力噪声决定时,其噪声级可按经验公式(2)-(5)估算,单位为分贝。

●防护式自通风电机按式(2)计算。

L=10lgP+20lgn+5…………………(2)

式(2)中:

P——电机功率(千瓦);

n——电机转速(转/分)。

●封闭式自通风电机按式(3)计算。

L=10lgP+20lgn…………………(3)

●水冷封闭式电机按式(4)计算。

L=10lgP+20lgn-10………………(4)

●外通风电机,噪声级由外通风机的功率P确定,具体按式(5)。

L=14lgP+80………………(5)

上述估算公式(2)-(5)与测量所得结果比较,其差值在3分贝左右。

4噪声控制效果实例

电磁、结构设计的不断改进,使电机的通风噪声成分相对于电磁噪声和机械噪声成分越来越大,据统计,三者的分配比例变化。电磁噪声:空气动力噪声:机械噪声三者的比例由原来的45:45:10逐步调整为20:75:5,该数据是某电机厂家的一些数据,不同的电机厂家和不同规格的电机都 会有一些差异性。

要从噪声源去有效地抑制空气动力噪声是较为困难的。往往采用隔声和消声的措施来控制通风噪声,例如在中型电机中,可将消声器装在气流通道上,消声器允许气流通过,但将声能变换为热能而加以吸收,或利用声音的反射和干扰而加以吸收。消声器是降低空气动力噪声较为有效的一种器件。

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