电机噪音污染及其防治措施

1、70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(200901-0070-03Noise Pollution of Motors and Measures to Prevent ItL IU Hai-y an 1,L IN Qi-x

2、i 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 541004,Chi na Abstract :The basic nois e t heories ,t he mai n s ources of elect ric mot or nois e ,t he t es ti n g t echnolo gy a

3、nd meas ur es t o lowe r it we r e s t at ed.The f easibilit y and i m p or t ance t o p r e ve nt t he 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 :elect ric mot or ;nois e p oll ution ;p r e ve ntion meas ur es收稿日期:2008-09-27作者简介:刘海燕(1969-,女,河北省人,工程师,主要从事绝缘工艺研究及管

4、理工作,(电话137*;周键(1963-,男,云南昆明人,高级工程师,主要从事绝缘材料的研制及应用技术的研究,(电话139*。1前言随着人类文明的进步和科学技术的发展,人们对生存环境提出了越来越高的要求。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

5、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,用以衡量声音的强弱,用对数的形式表示时,称为声压级(L :L p =10l gP 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=2×10-5Pa 。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 I

6、 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

7、的测量中对测量仪的要求,应用先进的刘海燕等: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/T16539-1996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,可直接测定电机电器的声功率级。3降低电机噪音的措施3.1降低电磁

8、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B1降低到B2时,相应的倍频噪声级的变化近似为:L1-L2=10l g B1B243.1.2适当增大气隙长度定/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:L1-L2=10l g 2143.1.3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。

9、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|Q1-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、7;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L1,斜槽转子时为L2,由于斜槽使该噪声级降低。L1-L2=20l gsinsk2sk2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,导致铁芯扭转振动而产生噪声,在大型电机及铁芯很长的电机中应特别注意。3.1.5增加电

11、机定子刚度及避免机械共振增大定子铁芯轭的厚度以增加刚度,可降低电机振动及噪声。因此,多极数电机中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

12、噪声的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80绝缘材料2009,42(1(上接第71页行的。运用先进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

13、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,1987.3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

14、: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。耐高温绝缘槽/CN201144290/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

15、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,绝缘性能好,不易损坏,具有良好的经济效益。一种高温电机用绝缘漆/ CN101302392/申请人:吴江市太湖绝缘材料厂本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/CN1

16、01305039/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,这将另外影响树脂的加工用于它们预期的应用。硅烷交联聚乙烯绝缘电缆料及其制造方法/CN101307163/申请人:江苏新远程电缆有限公司硅烷交联聚乙烯绝缘电缆料,由100份

17、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、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/CN101313024/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,R1=-H、-O H、-O-C1-C18-烷基、-C1-C18-烷基、未取代或C1-C6烷基或C1-C6烷氧基取代的-C5-C12-环烷基、或未取代或C1-C6烷基或C1-C6烷氧基取代的-CH2-C5-C12-环烷基;R2,3,4,5=各自独立地-C1-C6-烷基;和R6=二价脂肪族、脂环族或芳