第九章 噪声和振动

1、第九章噪声和振动第九章噪声和振动电机的噪声和振动基本知识电机的噪声和振动基本知识噪声噪声是一种不同频率和不同强度无规律组合在一起的声音。是一种不同频率和不同强度无规律组合在一起的声音。缺点：影响人们的生活和工作，使物理装置和设备疲劳或缺点：影响人们的生活和工作，使物理装置和设备疲劳或失效，或干扰其它声音信号的感觉与鉴别。失效，或干扰其它声音信号的感觉与鉴别。工业噪声与污水、废气成为污染环境的三个公害。必须采工业噪声与污水、废气成为污染环境的三个公害。必须采取一定的措施，把噪声减小到允许的限度内。取一定的措施，把噪声减小到允许的限度内。电机是一种电机是一种噪声源噪声源，它的噪声水平是衡量质量的一

2、项重要，它的噪声水平是衡量质量的一项重要指标，成为影响其在市场上竞争的一个重要因素。指标，成为影响其在市场上竞争的一个重要因素。物体产生机械振动时，振动在弹性介质物体产生机械振动时，振动在弹性介质(包括气体、液体包括气体、液体和固体以及等离子体中以波的方式进行传播，这个弹性波和固体以及等离子体中以波的方式进行传播，这个弹性波就是就是声波声波。声波是声波是疏密波疏密波（或纵波），它在空气中传播时，使空气时（或纵波），它在空气中传播时，使空气时而变密，时而变稀，空气变密时压力而变密，时而变稀，空气变密时压力(即压强即压强)增高，空气增高，空气变稀时，压力降低。因此，由于声波的存在使空气压力产变稀时

3、，压力降低。因此，由于声波的存在使空气压力产生迅速的起伏，这个气压的起伏部分称为生迅速的起伏，这个气压的起伏部分称为声压声压。声压越大，。声压越大，声音越强；声压越小，声音越弱。因此可以用声压来衡量声音越强；声压越小，声音越弱。因此可以用声压来衡量声音的大小。声压以声音的大小。声压以p（有效值）表示，单位为（有效值）表示，单位为Pa正常人耳刚刚能听到的声音的声压正常人耳刚刚能听到的声音的声压(称称闻阈声压闻阈声压)是是Pa5102能使人耳产生疼痛感觉的声压能使人耳产生疼痛感觉的声压(称称痛阈声压痛阈声压)是是Pa20可见，从人耳的闻阈声压到痛阀声压，其绝对值相差百万可见，从人耳的闻阈声压到痛阀

4、声压，其绝对值相差百万倍，因此用声压的绝对值来表示声音的强弱是很不方便。倍，因此用声压的绝对值来表示声音的强弱是很不方便。为此，人们引用一个对基准声压之比的对数量，来表示声为此，人们引用一个对基准声压之比的对数量，来表示声音的强弱音的强弱声压级声压级，声压级的单位是分贝，声压级的单位是分贝dB，其定义为，其定义为0lg20ppLp(二二) 声强级和声功率级声强级和声功率级 在介质中传播的声波是具有一定能量的，所以也可以在介质中传播的声波是具有一定能量的，所以也可以用能量大小来表征声波的强弱。声源在单位时间内辐射出用能量大小来表征声波的强弱。声源在单位时间内辐射出来的总声能称为来的总声能称为声功

5、率声功率，单位是瓦。在垂直于声波传播方，单位是瓦。在垂直于声波传播方向、单位时间内通过单位面积的声能，称为向、单位时间内通过单位面积的声能，称为声强声强，单位是，单位是w/m2。 声压与声强的关系：声压与声强的关系： cpZpIc22声强、声功率也是用声强级、声功率级表示，单位声强、声功率也是用声强级、声功率级表示，单位是分贝是分贝dB，其定义为，其定义为0lg10IILI0lg10WWLw声级（声压级、声强级、声功率级）的求和公式：声级（声压级、声强级、声功率级）的求和公式：)10lg(1011 . 0niLIiL声级的平均值计算公式：声级的平均值计算公式：)lg10(lg1011 . 0n

6、LniLavi (三三)噪声的频谱噪声的频谱 正常人能听觉到的频率范围一般为正常人能听觉到的频率范围一般为20一一20000Hz，这一宽广的声频范围可划为若干个频段，即通常所说的这一宽广的声频范围可划为若干个频段，即通常所说的频频程程或或频带频带。 在噪声测量中最常用的是倍频程和在噪声测量中最常用的是倍频程和1/3倍频程倍频程倍频程倍频程是是指上下限两个频率值之比为指上下限两个频率值之比为2:1的频带。的频带。为了得到比倍频程更为洋细的频谱，可使用为了得到比倍频程更为洋细的频谱，可使用1/3倍频程，即倍频程，即把一个倍频程再分为三段频带。把一个倍频程再分为三段频带。目前通用的倍频程的中心频率为

7、目前通用的倍频程的中心频率为31.5、63、125、250、500、1000、2000、4000、800016000赫兹。测量噪声时通常赫兹。测量噪声时通常只需要使用中心频率为只需要使用中心频率为638000赫兹的八个倍频程。赫兹的八个倍频程。中心频率：中心频率：下上中fff以频率为横以频率为横坐标，以声坐标，以声压级、声强压级、声强级、声功率级、声功率级为纵坐标级为纵坐标来绘制噪声来绘制噪声测量结果，测量结果，所得的图形所得的图形可以清楚的可以清楚的反映出噪声反映出噪声的成分和性的成分和性质，这就叫质，这就叫做做频谱分析频谱分析。(四四) 响度级响度级 人耳对声音的感受不仅和声压有关，而且也

8、和频率有关。人耳对声音的感受不仅和声压有关，而且也和频率有关。对声压级相同但频率不同的声音，听起来是不一样响的，对声压级相同但频率不同的声音，听起来是不一样响的，频率高的响些。根据人耳的这一特性，用频率高的响些。根据人耳的这一特性，用响度级响度级把声压和把声压和频率统一起来表示声音响度，其单位是频率统一起来表示声音响度，其单位是phon(方方)： 响度级是这样确定的：取响度级是这样确定的：取1000Hz的纯音作为基准声音，的纯音作为基准声音，若某一声音听起来与基准纯音一样响时，该声音的响度级若某一声音听起来与基准纯音一样响时，该声音的响度级(phon)就等于基准纯音的声压级就等于基准纯音的声压

9、级(dB)。响度级响度级是一个相对量，若用绝对值表示，引入响度是一个相对量，若用绝对值表示，引入响度N，其单位为，其单位为sone(宋宋)1040(2NLN 二、噪声的测量二、噪声的测量 常用的噪声测量仪器有声级汁，频率分析仪和常用的噪声测量仪器有声级汁，频率分析仪和自动记录仪等。自动记录仪等。 声级计中常用的频率计权网络有声级计中常用的频率计权网络有A、和三种。、和三种。计权计权网络网络是参考等响曲线，使测量仪器接受的声音按不同的是参考等响曲线，使测量仪器接受的声音按不同的程度滤波。程度滤波。网络网络是模拟人耳对是模拟人耳对80phon纯音的响应，在整个可闻频纯音的响应，在整个可闻频率范围内

10、有近似于平直的特性，能让所有频率的声音几率范围内有近似于平直的特性，能让所有频率的声音几乎以同样的程度通过，它代表总声压级。乎以同样的程度通过，它代表总声压级。B网络网络是模拟人耳对是模拟人耳对70phon纯音的响应，当接受的声音纯音的响应，当接受的声音通过时，低频有一定的哀减。通过时，低频有一定的哀减。网络网络是模拟人耳对是模拟人耳对40phon纯音的响应当接受声音通纯音的响应当接受声音通过时，过时，500Hz以下的低频有较大的衰减。测量仪器对高以下的低频有较大的衰减。测量仪器对高频敏感，对低频不敏感，与人耳对声音的感觉类似，即频敏感，对低频不敏感，与人耳对声音的感觉类似，即此时测得的噪声比

11、较接近人耳对声音的感觉。此时测得的噪声比较接近人耳对声音的感觉。测量电机噪声时，一般都采用测量电机噪声时，一般都采用A计权网络，其所测得计权网络，其所测得的值称为的值称为A声级声级，记作，记作dB（A）电机噪声的测定方法可按电机噪声的测定方法可按GB280681的规定进行的规定进行)( lg100AdBAALLpavW电磁噪声电磁噪声来源于来源于电磁振动电磁振动，电磁振动则由电机气隙磁场，电磁振动则由电机气隙磁场作用于电机铁心产生的作用于电机铁心产生的电磁力电磁力所激发，而电机气隙磁场所激发，而电机气隙磁场又决定于定、转子绕组又决定于定、转子绕组磁势磁势和和气隙磁导气隙磁导。9-2感应电动机的电磁噪声感应电动机的电磁噪声由感应电动机气隙磁密波作用，在定子铁心齿上产生由感应电动机气隙磁密波作用，在定子铁心齿上产生的的磁力磁力有切向和径向两个分量。有切向和径向两个分量。径向分量径向分量使定子铁心产生的振动变