电机噪音污染及其防治措施

1、绝缘材料 2009,42(1电机噪音污染及其防治措施刘海燕 1, 林其馨 1, 周 键2(1. 北京毕捷电机股份有限公司 , 北京100015; 2. 桂林电器科学研究所 , 广西 桂林 541004摘要 :介绍了噪音学的基础理论 、 电机噪音的主要来源 , 阐述了防治噪音污染的可行性和重要意义 , 并提出了 电机噪音的测试技术及降低电机噪音的措施 。 关键词 :电机 ; 噪音污染 ; 防治措施 中图分类号 :TM301. 4. 3文献标志码 :A文章编号 :1009-9239(2009 01-0070-03Noise Pollution of Motors and Measures to P

2、revent ItL IU Hai-y an 1, L IN Qi-xi n 1, ZHOU J ian2(1. Bei j i n g B. J. Elect ric M otor Co., L t d , Bei j i n g 100015, Chi na ;2. Guili n Elect ric E q ui p ment S cienti f ic Research I nstit ute , Guili n , Chi na Abstract :The basic nois e t heories , t he mai n s ources of elect ric mot or

3、 nois e es ti n g t echnolo gy and meas ur es t o lowe r it we r e s t at ed. The f easibilit y i m p nt nois e p oll ution we r e als o p r es e nt ed i n t his p a p e r.K e y words :electric mot or ; nois e p oll ution ; p r e 收稿日期 :2008-09-271前 言, 人们 。 水 、 空气和噪 音的污染是全球的三大主要污染 , 严重地危害到人 们的工作 、 学习

4、和生活 , 而噪音污染的主要来源是 机电行业 。 据不完全统计 , 目前我国约有 10亿台电 机在运营 。 电机在运行过程中 , 产生的电磁和机械 噪音已经引起人们的高度关注 , 相关的研究工作近 几年进展迅速 。 本文从噪音学的基础理论出发 , 论 述了电机噪音的主要来源和测试技术及降低电机 噪音的具体措施 。 确信有效地解决电机噪音污染问 题的目标是可以实现的 。2噪音学的基础理论概述物体产生振动时 , 振动在介质中 (包括气体 、 液 体 、 固体 以一种波动的形式进行传播 , 称为声波 。 如在空气中 , 由于声波的存在使大气产生一个压力 波动 , 其大小称为声压 , 用以衡量声音的强

5、弱 , 用对 数的形式表示时 , 称为声压级 (L :L p =10l P 0式中 , L p 为声压级 , dB ; P 为声压 , Pa ; P 0为基准声压 , P 0=210-5Pa 。声波在介质中传播时具有一定能量 , 在单位时 间内通过垂直于声波传播方向单位面积上的声能称 为声强 (I 、 用对数的形式表示时 , 称为声强级 (L , 单位为贝尔 , 此单位太大 , 常用贝尔的 1/10作为强 声级的单位 , 叫做分贝 (dB 。L I =10l gI 0式中 , I 为声强 ,W/m 2; I 0为基准声强 。 I 0=1012W/m 2。噪音学研究的内容是声音的计量与人耳的感

6、受 , 而人耳对声音的感受程度与声音的物理量变化 程度并不是成正比关系 , 而是随机的 、 复杂的 、 多重 因素的不确定关系 , 有待于今后的进一步深入研 究 。2. 1电机噪音的主要来源电机噪音的主要来源是 : 电磁力波引起的电 磁噪声 ; 空气动力引起的通风噪声 ; 机械运动引 起的机械噪声 。2. 2电机噪音的测试技术电机噪音的测量仪器种类较多 , 这里主要介绍 电脑振动噪声测量仪 。 V IB 系列电脑振动噪声测量 仪 , 采用 ISO/TR7849推荐的振动法 , 按照 G B/T16539-1996 声学 振速法测定噪声源功率级 用 于封闭机器的测量 中对测量仪的要求 , 应用先

7、进的刘海燕等 :电机噪音污染及其防治措施 71绝缘材料 2009,42(1计算机技术 , 研制的集振动和噪声测试于一体的新 型测量仪器 。该仪器的特点是测量时不受周围背景噪声的 影响 , 也不必花巨资建造消音室 。 对于各种电机产 品 , 在外界噪声很大 、 反射很强 、 环境不稳定或被测 体声音很小等声级计无法使用的恶劣环境下 , 均可 使用 V IB 系列电脑振动噪声测量仪 , 而且非常适合 用于电机产品的振动噪声在线检测 。根据 G B/T 16539-1996中对仪器的要求 , 从 试验中得到电机的振动辐射效率指数曲线以计权 网络的形式设置于测振仪之中 。 使用时 , 可直接测 定电机

8、电器的声功率级 。3降低电机噪音的措施3. 1降低电磁噪声的措施3. 1. 1适当降低气隙磁通密度当气隙磁通密度由 B 1降低到 B 2时 ,倍频噪声级的变化近似为 :L 1-L 23. 1. 2定 /转子间气隙长度 增大 , 气隙磁导降低 , 可 降低气隙谐波磁通密度 , 任意两个谐波磁场相互作 用产生的径向力约与气隙长度二次方成反比 。因 此 , 气隙长度增大 , 噪声级可降低 。 当气隙长度由 1增大到 2时 , 相应的电磁噪声级变化为 :L 1-L 2=10l g43. 1. 3合理选择异步电机定 、 转子槽配合幅值较大的定 、 转子齿谐波磁场由定 、 转子槽 数决定 , 因而槽配合直

9、接影响由定 、 转子谐波磁场 相互作用所产生的径向力大小 、 阶次和频率 , 对电 磁噪声的大小和频率影响也很大 。 因此注意 : (1 为避免定 、 转子一阶齿谐波作用产生低阶 次级力波及噪音 , 应注意避免|Q 1-Q r |=1,2,3,4|Q s -Q r |=2p 1,2p 2,2p 3,2p 4 (2 为避免定子相带谐波与转子一阶齿谐波作 用产生低阶次力波及噪声 , 应注意避免Q r =|6k p 1|, |6k p 2|, |6k p 3|, |6k p 4|Q r =|6k p 2p 1|, |6k p 2p 2|, |6k p 2p 3|, |6k p 2p 4|式中 k =

10、1, 2, (3 为避免定 、 转子二阶齿谐波作用产生低阶 次力波及噪声 , 应注意避免|Q s -Q r |=p 1, p 2, p 3, p 43. 1. 4合理选择转子斜槽当异步电机转子斜槽距 b sk 时 , 它所对应的圆 心角 sk =2b sk/D r (D r 为转子外径 。 由转子 次谐波磁场相互作用在某一频率下产生的电磁噪声 级 , 设直槽转子时为 L 1, 斜槽转子时为 L 2, 由于斜 槽使该噪声级降低 。L 1-L 2=20l gsin sk2转子斜槽后 , 由于径向力沿轴向长度上各处相 应不同 , 可产生扭转力矩 ,噪声 ,3., 可降低电 。 因此 , 多极数电机中

11、轭厚不能单纯 从磁路计算观点考虑 。 应避免机械共振 , 即避免主 要的力波频率与定子机座 、 端盖等结构件的固有频 率接近或吻合 。 此外 , 增大定子铁芯或机座结构阻 尼 , 定子铁芯与机座采用弹性连接等 , 均可降低电磁 噪声 。3. 2降低机械噪声的措施为降低电机机械噪声 , 应选用振动噪声较低的 轴承 , 装机前对单个轴承的振动加速度级作测量筛 选 , 适当提高转子轴承档和端盖轴承室的精度 , 以保 证较佳的轴承工作游隙 。 采用波形弹簧片对轴承外 圆施加一轴向预压力 , 降低转子轴向窜动及由此产 生的噪声 , 严格按操作规程清洗 、 加注润滑脂与装配 轴承 。3. 3降低通风噪声的

12、措施通风噪音是风叶周速 、 风量 、 风压等的函数 , 在 电机升温允许情况下 , 可采用减小叶直径方法来减 小风量和风压 , 以降低通风噪音 。 风扇的合理造型 和设计 , 例如后倾式风扇 、 轴流通风比通常采用的径 向离心式风扇噪声低 , 但只允许单方向运转 。 合理 设计风路系统以减小涡流声 , 并避免风扇与邻近的 构件间的间隙过小而产生 “ 笛声” , 此外 , 采用消声器 或隔声罩是降低电机通风噪声的重要措施 。4结束语(1 事实将证明 , 解决电机噪音对环境污染是可刘海燕等 :电机噪音污染及其防治措施(下转第 80页 绝缘材料 2009,42(1(上接第 71页 行的 。 运用先进

13、的科学技术从电机的新设计 、 新工 艺及新材料等关键因素入手 , 有效地防止电机噪音 污染是可以实现的目标 。(2 噪音本身就是一种能量 , 噪音的产生对电 机而言 , 就是其功效的损耗 。 因此 , 有效地降低噪 音 , 应该成为高效节能电机的研究方向之一 。 (3 制定相关的电机噪音国家标准 , 并作为强 制性国家标准来执行 , 使其具备相应的法律效应 , 将 “ 节能减排” 的基本国策落实到实处 。 参考文献 :1U. T 舒波夫著 . 电机地噪声和振动 M .沈官秋 , 译 . 北京 :机械工业出版社 ,1980.2陈永校 . 电机噪声的分析和控制 M .杭州 :浙江大学出版 社 ,1

14、987.3武建文 , 李德成 . 电机现代测试技术 M .北京 :机械工业出 版社 ,2005.4蒋庆华 , 杨永利 . 环境与建筑功能材料 M .北京 :化学工业 出版社 ,2007.5贺以燕 , 杨治业 . 变压器试验技术大全 M .沈阳 :辽宁科学 技术出版社 ,2006.硫化有硅橡胶伞裙 , 由于复合绝缘套 管下部采用圆锥形空腔 , 将装有高压 气体的空间减少 3/4, 在保证原有绝 缘性能及其它技术参数的同时大幅度 减少了绝缘气体的使用 , 减少了对环 境的污染 , 将具有硅橡胶伞裙的复合 绝缘套管制成锥形 , 在同样体积时提高 了抗弯性能 , 节约了材料 , 外形美观 。 耐高温绝

15、缘槽 /CN 201144290/申 请人 :徐殿友耐高温绝缘槽 。 本实用新型涉及 一种绝缘槽 。 它设置在电解槽罩板各 端面的外侧 , 它由 M P I 聚酰亚胺树脂 制成呈一体式结构 , 呈方形结构 , 它的 纵截面为 U 形 。本实用选用 M P I 聚 酰亚胺树脂制成呈一体结构的耐高温 绝缘槽 , 提高了绝缘槽的强度 , 使其不 易损坏 , 且其和罩板之间的配合严密 , 提高了安全系数 。 且 M P I 聚酰亚胺树 脂绝缘材料具有耐高温 、 高强度 、 高介 电 、 重防腐等优点 ,损坏 , 。一 种 高 温 电 缘 / CN 101302392/申请人 :吴江市太湖绝 缘材料厂本

16、发明涉及一种高温电机用绝缘 漆 , 包括如下重量配比的组分 :耐热不 饱和聚酯 树 脂 3060份 、引 发 剂 0. 10. 5份 、 活性稀释剂 1030份 、 高温填料 2540份 。 该绝缘漆组合物 的稳定性好 ; 将本发明绝缘漆用于高 温电机后形成的绝缘材料导热系数超 过 0. 03540W/m K 、 粘结强度高 、 绝缘 性能好 、 机械强度高 、 散热性能好 、 与 电磁有良好粘接性能且无铜绿现象 。纳米材料在次级电绝缘涂料中的应用 /CN 101305039/申请人 :阿尔特纳电绝缘有限公司披露了应用纳米材料的阻隔性能效应以提高电磁设备的电绝缘抗性和防腐蚀强度性能 。 用以涂

17、覆树脂的重量份计为 1%20%, 并且优选 1%5%的纳米材料装填量实现了有利的效果 。 纳米材料包括 , 但不限于 , 二氧化硅 、 氧化铝 、 氧化锆和五氧化锑 ,其直接分散在涂料中或者预先分散在适用于树脂体系的溶剂的载体中 。所得的制剂受益于 :不需要将抗沉降剂引入树脂以保持无机材料悬浮 。 并且 ,树脂体系的流变性没有显著改变 , 这的应用 。/:, 由100份重量的 A 料和 2-3份重量的B 料配伍构成 , 其中 A 料由乙烯基三甲氧基硅烷 、 四 -(3, 5-二叔丁基4-羟基苯基 丙酸 季戊四醇酯 、 过氧化二异丙苯 、 低密度聚乙烯 、 聚乙烯组配 , B 料由低密度聚乙烯

18、、 二月桂酸二丁基锌 、 四 -(3, 5-二叔丁基4-羟基苯基 丙酸 季戊四醇酯组配 , 该电缆料在生产完以后不再需要进行温水浸泡交联 , 而是在空气中进行交联达到规定的使用性能 , 生产周期短 , 耗能少 。耐 气 候 性 环 氧 树 脂 体 系 /CN 101313024/申请人 :亨斯迈先进材 料 (瑞士 有限公司 一种可固化环氧树脂组合物 , 包 含 :(a 脂环族二缩水甘油基化合物 作为环氧树脂 , 和 (b 单独的抗氧化 剂 (b1 或抗氧化剂 (b1 与 U V 吸收剂 (b2 的组合特征在于所述抗氧化剂为 通式 I 的化合物 , 其中 , R 1=-H 、 -O H 、 -O -C 1-C 18-烷基 、 -C 1-C 18-烷基 、未取代或 C 1-C 6烷基或 C 1-C 6烷氧基取代的 -C 5-C 12-环 烷基 、 或未取代或 C 1-C 6烷基或 C 1-C 6烷氧基取代的 -CH 2-C 5-C 12-环烷基 ; R 2, 3, 4, 5=各自独立地 -C 1-C 6-烷基 ; 和 6=二价脂肪族 、 脂环族 , 和其中组分 (a 与 (b