電機(jī)噪音污染及其防治措施

1、70絕緣材料2009,42(1電機(jī)噪音污染及其防治措施劉海燕1,林其馨1,周鍵2(1.北京畢捷電機(jī)股份有限公司,北京100015; 2.桂林電器科學(xué)研究所,廣西桂林541004摘要:介紹了噪音學(xué)的基礎(chǔ)理論、電機(jī)噪音的主要來(lái)源,闡述了防治噪音污染的可行性和重要意義,并提出了電機(jī)噪音的測(cè)試技術(shù)及降低電機(jī)噪音的措施。關(guān)鍵詞:電機(jī);噪音污染;防治措施中圖分類(lèi)號(hào):TM301.4.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):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作者簡(jiǎn)介:劉海燕(1969-,女,河北省人,工程師,主要從事絕緣工藝研究及管

4、理工作,(電話137*;周鍵(1963-,男,云南昆明人,高級(jí)工程師,主要從事絕緣材料的研制及應(yīng)用技術(shù)的研究,(電話139*。1前言隨著人類(lèi)文明的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)生存環(huán)境提出了越來(lái)越高的要求。水、空氣和噪音的污染是全球的三大主要污染,嚴(yán)重地危害到人們的工作、學(xué)習(xí)和生活,而噪音污染的主要來(lái)源是機(jī)電行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)約有10億臺(tái)電機(jī)在運(yùn)營(yíng)。電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中,產(chǎn)生的電磁和機(jī)械噪音已經(jīng)引起人們的高度關(guān)注,相關(guān)的研究工作近幾年進(jìn)展迅速。本文從噪音學(xué)的基礎(chǔ)理論出發(fā),論述了電機(jī)噪音的主要來(lái)源和測(cè)試技術(shù)及降低電機(jī)噪音的具體措施。確信有效地解決電機(jī)噪音污染問(wèn)題的目標(biāo)是可以實(shí)現(xiàn)的。2噪音學(xué)的

5、基礎(chǔ)理論概述物體產(chǎn)生振動(dòng)時(shí),振動(dòng)在介質(zhì)中(包括氣體、液體、固體以一種波動(dòng)的形式進(jìn)行傳播,稱(chēng)為聲波。如在空氣中,由于聲波的存在使大氣產(chǎn)生一個(gè)壓力波動(dòng),其大小稱(chēng)為聲壓,用以衡量聲音的強(qiáng)弱,用對(duì)數(shù)的形式表示時(shí),稱(chēng)為聲壓級(jí)(L :L p =10l gP P 0式中,L p 為聲壓級(jí),dB ;P 為聲壓,Pa ;P 0為基準(zhǔn)聲壓,P 0=2×10-5Pa 。聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)具有一定能量,在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)垂直于聲波傳播方向單位面積上的聲能稱(chēng)為聲強(qiáng)(I 、用對(duì)數(shù)的形式表示時(shí),稱(chēng)為聲強(qiáng)級(jí)(L ,單位為貝爾,此單位太大,常用貝爾的1/10作為強(qiáng)聲級(jí)的單位,叫做分貝(dB 。L I =10l gI I

6、 0式中,I 為聲強(qiáng),W/m 2;I 0為基準(zhǔn)聲強(qiáng)。I 0=1012W/m 2。噪音學(xué)研究的內(nèi)容是聲音的計(jì)量與人耳的感受,而人耳對(duì)聲音的感受程度與聲音的物理量變化程度并不是成正比關(guān)系,而是隨機(jī)的、復(fù)雜的、多重因素的不確定關(guān)系,有待于今后的進(jìn)一步深入研究。2.1電機(jī)噪音的主要來(lái)源電機(jī)噪音的主要來(lái)源是:電磁力波引起的電磁噪聲;空氣動(dòng)力引起的通風(fēng)噪聲;機(jī)械運(yùn)動(dòng)引起的機(jī)械噪聲。2.2電機(jī)噪音的測(cè)試技術(shù)電機(jī)噪音的測(cè)量?jī)x器種類(lèi)較多,這里主要介紹電腦振動(dòng)噪聲測(cè)量?jī)x。V IB 系列電腦振動(dòng)噪聲測(cè)量?jī)x,采用ISO/TR7849推薦的振動(dòng)法,按照G B/T16539-1996聲學(xué)振速法測(cè)定噪聲源功率級(jí)用于封閉機(jī)器

7、的測(cè)量中對(duì)測(cè)量?jī)x的要求,應(yīng)用先進(jìn)的劉海燕等:電機(jī)噪音污染及其防治措施71絕緣材料2009,42(1計(jì)算機(jī)技術(shù),研制的集振動(dòng)和噪聲測(cè)試于一體的新型測(cè)量?jī)x器。該儀器的特點(diǎn)是測(cè)量時(shí)不受周?chē)尘霸肼暤挠绊?也不必花巨資建造消音室。對(duì)于各種電機(jī)產(chǎn)品,在外界噪聲很大、反射很強(qiáng)、環(huán)境不穩(wěn)定或被測(cè)體聲音很小等聲級(jí)計(jì)無(wú)法使用的惡劣環(huán)境下,均可使用V IB系列電腦振動(dòng)噪聲測(cè)量?jī)x,而且非常適合用于電機(jī)產(chǎn)品的振動(dòng)噪聲在線檢測(cè)。根據(jù)G B/T16539-1996中對(duì)儀器的要求,從試驗(yàn)中得到電機(jī)的振動(dòng)輻射效率指數(shù)曲線以計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)的形式設(shè)置于測(cè)振儀之中。使用時(shí),可直接測(cè)定電機(jī)電器的聲功率級(jí)。3降低電機(jī)噪音的措施3.1降低電磁

8、噪聲的措施3.1.1適當(dāng)降低氣隙磁通密度當(dāng)氣隙磁通密度由B1降低到B2時(shí),相應(yīng)的倍頻噪聲級(jí)的變化近似為:L1-L2=10l g B1B243.1.2適當(dāng)增大氣隙長(zhǎng)度定/轉(zhuǎn)子間氣隙長(zhǎng)度增大,氣隙磁導(dǎo)降低,可降低氣隙諧波磁通密度,任意兩個(gè)諧波磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的徑向力約與氣隙長(zhǎng)度二次方成反比。因此,氣隙長(zhǎng)度增大,噪聲級(jí)可降低。當(dāng)氣隙長(zhǎng)度由1增大到2時(shí),相應(yīng)的電磁噪聲級(jí)變化為:L1-L2=10l g 2143.1.3合理選擇異步電機(jī)定、轉(zhuǎn)子槽配合幅值較大的定、轉(zhuǎn)子齒諧波磁場(chǎng)由定、轉(zhuǎn)子槽數(shù)決定,因而槽配合直接影響由定、轉(zhuǎn)子諧波磁場(chǎng)相互作用所產(chǎn)生的徑向力大小、階次和頻率,對(duì)電磁噪聲的大小和頻率影響也很大。

9、因此注意:(1為避免定、轉(zhuǎn)子一階齒諧波作用產(chǎn)生低階次級(jí)力波及噪音,應(yīng)注意避免|Q1-Q r|=1,2,3,4|Q s-Q r|=2p±1,2p±2,2p±3,2p±4(2為避免定子相帶諧波與轉(zhuǎn)子一階齒諧波作用產(chǎn)生低階次力波及噪聲,應(yīng)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為避免定、轉(zhuǎn)子二階齒諧波作用產(chǎn)生低階次力波及噪聲,應(yīng)注意避免|Q s-Q r|=p±1,p±2,p±3,p±43.1.4合理選擇轉(zhuǎn)子斜槽當(dāng)異步電機(jī)轉(zhuǎn)子斜槽距b sk時(shí),它所對(duì)應(yīng)的圓心角sk=2b sk/D r(D r為轉(zhuǎn)子外徑。由轉(zhuǎn)子次諧波磁場(chǎng)相互作用在某一頻率下產(chǎn)生的電磁噪聲級(jí),設(shè)直槽轉(zhuǎn)子時(shí)為L(zhǎng)1,斜槽轉(zhuǎn)子時(shí)為L(zhǎng)2,由于斜槽使該噪聲級(jí)降低。L1-L2=20l gsinsk2sk2轉(zhuǎn)子斜槽后,由于徑向力沿軸向長(zhǎng)度上各處相應(yīng)不同,可產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩,導(dǎo)致鐵芯扭轉(zhuǎn)振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲,在大型電機(jī)及鐵芯很長(zhǎng)的電機(jī)中應(yīng)特別注意。3.1.5增加電

11、機(jī)定子剛度及避免機(jī)械共振增大定子鐵芯軛的厚度以增加剛度,可降低電機(jī)振動(dòng)及噪聲。因此,多極數(shù)電機(jī)中軛厚不能單純從磁路計(jì)算觀點(diǎn)考慮。應(yīng)避免機(jī)械共振,即避免主要的力波頻率與定子機(jī)座、端蓋等結(jié)構(gòu)件的固有頻率接近或吻合。此外,增大定子鐵芯或機(jī)座結(jié)構(gòu)阻尼,定子鐵芯與機(jī)座采用彈性連接等,均可降低電磁噪聲。3.2降低機(jī)械噪聲的措施為降低電機(jī)機(jī)械噪聲,應(yīng)選用振動(dòng)噪聲較低的軸承,裝機(jī)前對(duì)單個(gè)軸承的振動(dòng)加速度級(jí)作測(cè)量篩選,適當(dāng)提高轉(zhuǎn)子軸承檔和端蓋軸承室的精度,以保證較佳的軸承工作游隙。采用波形彈簧片對(duì)軸承外圓施加一軸向預(yù)壓力,降低轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)及由此產(chǎn)生的噪聲,嚴(yán)格按操作規(guī)程清洗、加注潤(rùn)滑脂與裝配軸承。3.3降低通風(fēng)

12、噪聲的措施通風(fēng)噪音是風(fēng)葉周速、風(fēng)量、風(fēng)壓等的函數(shù),在電機(jī)升溫允許情況下,可采用減小葉直徑方法來(lái)減小風(fēng)量和風(fēng)壓,以降低通風(fēng)噪音。風(fēng)扇的合理造型和設(shè)計(jì),例如后傾式風(fēng)扇、軸流通風(fēng)比通常采用的徑向離心式風(fēng)扇噪聲低,但只允許單方向運(yùn)轉(zhuǎn)。合理設(shè)計(jì)風(fēng)路系統(tǒng)以減小渦流聲,并避免風(fēng)扇與鄰近的構(gòu)件間的間隙過(guò)小而產(chǎn)生“笛聲”,此外,采用消聲器或隔聲罩是降低電機(jī)通風(fēng)噪聲的重要措施。4結(jié)束語(yǔ)(1事實(shí)將證明,解決電機(jī)噪音對(duì)環(huán)境污染是可劉海燕等:電機(jī)噪音污染及其防治措施(下轉(zhuǎn)第80頁(yè)80絕緣材料2009,42(1(上接第71頁(yè)行的。運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)從電機(jī)的新設(shè)計(jì)、新工藝及新材料等關(guān)鍵因素入手,有效地防止電機(jī)噪音污染是可以

13、實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。(2噪音本身就是一種能量,噪音的產(chǎn)生對(duì)電機(jī)而言,就是其功效的損耗。因此,有效地降低噪音,應(yīng)該成為高效節(jié)能電機(jī)的研究方向之一。(3制定相關(guān)的電機(jī)噪音國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),并作為強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行,使其具備相應(yīng)的法律效應(yīng),將“節(jié)能減排”的基本國(guó)策落實(shí)到實(shí)處。參考文獻(xiàn):1U.T舒波夫著.電機(jī)地噪聲和振動(dòng)M.沈官秋,譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1980.2陳永校.電機(jī)噪聲的分析和控制M.杭州:浙江大學(xué)出版社,1987.3武建文,李德成.電機(jī)現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.4蔣慶華,楊永利.環(huán)境與建筑功能材料M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.5賀以燕,楊治業(yè).變壓器試驗(yàn)技術(shù)大全M.沈陽(yáng)

14、:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2006.硫化有硅橡膠傘裙,由于復(fù)合絕緣套管下部采用圓錐形空腔,將裝有高壓氣體的空間減少3/4,在保證原有絕緣性能及其它技術(shù)參數(shù)的同時(shí)大幅度減少了絕緣氣體的使用,減少了對(duì)環(huán)境的污染,將具有硅橡膠傘裙的復(fù)合絕緣套管制成錐形,在同樣體積時(shí)提高了抗彎性能,節(jié)約了材料,外形美觀。耐高溫絕緣槽/CN201144290/申請(qǐng)人:徐殿友耐高溫絕緣槽。本實(shí)用新型涉及一種絕緣槽。它設(shè)置在電解槽罩板各端面的外側(cè),它由M P I聚酰亞胺樹(shù)脂制成呈一體式結(jié)構(gòu),呈方形結(jié)構(gòu),它的縱截面為U形。本實(shí)用選用M P I聚酰亞胺樹(shù)脂制成呈一體結(jié)構(gòu)的耐高溫絕緣槽,提高了絕緣槽的強(qiáng)度,使其不易損壞,且其和罩板之

15、間的配合嚴(yán)密,提高了安全系數(shù)。且M P I聚酰亞胺樹(shù)脂絕緣材料具有耐高溫、高強(qiáng)度、高介電、重防腐等優(yōu)點(diǎn),絕緣性能好,不易損壞,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。一種高溫電機(jī)用絕緣漆/ CN101302392/申請(qǐng)人:吳江市太湖絕緣材料廠本發(fā)明涉及一種高溫電機(jī)用絕緣漆,包括如下重量配比的組分:耐熱不飽和聚酯樹(shù)脂3060份、引發(fā)劑0.10.5份、活性稀釋劑1030份、高溫填料2540份。該絕緣漆組合物的穩(wěn)定性好;將本發(fā)明絕緣漆用于高溫電機(jī)后形成的絕緣材料導(dǎo)熱系數(shù)超過(guò)0.03540W/m K、粘結(jié)強(qiáng)度高、絕緣性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、散熱性能好、與電磁有良好粘接性能且無(wú)銅綠現(xiàn)象。納米材料在次級(jí)電絕緣涂料中的應(yīng)用/CN1

16、01305039/申請(qǐng)人:阿爾特納電絕緣有限公司披露了應(yīng)用納米材料的阻隔性能效應(yīng)以提高電磁設(shè)備的電絕緣抗性和防腐蝕強(qiáng)度性能。用以涂覆樹(shù)脂的重量份計(jì)為1%20%,并且優(yōu)選1%5%的納米材料裝填量實(shí)現(xiàn)了有利的效果。納米材料包括,但不限于,二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯和五氧化銻,其直接分散在涂料中或者預(yù)先分散在適用于樹(shù)脂體系的溶劑的載體中。所得的制劑受益于:不需要將抗沉降劑引入樹(shù)脂以保持無(wú)機(jī)材料懸浮。并且,樹(shù)脂體系的流變性沒(méi)有顯著改變,這將另外影響樹(shù)脂的加工用于它們預(yù)期的應(yīng)用。硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜料及其制造方法/CN101307163/申請(qǐng)人:江蘇新遠(yuǎn)程電纜有限公司硅烷交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜料,由100份

17、重量的A料和2-3份重量的B料配伍構(gòu)成,其中A料由乙烯基三甲氧基硅烷、四-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基丙酸季戊四醇酯、過(guò)氧化二異丙苯、低密度聚乙烯、聚乙烯組配,B料由低密度聚乙烯、二月桂酸二丁基鋅、四-(3,5-二叔丁基4-羥基苯基丙酸季戊四醇酯組配,該電纜料在生產(chǎn)完以后不再需要進(jìn)行溫水浸泡交聯(lián),而是在空氣中進(jìn)行交聯(lián)達(dá)到規(guī)定的使用性能,生產(chǎn)周期短,耗能少。耐氣候性環(huán)氧樹(shù)脂體系/CN101313024/申請(qǐng)人:亨斯邁先進(jìn)材料(瑞士有限公司一種可固化環(huán)氧樹(shù)脂組合物,包含:(a脂環(huán)族二縮水甘油基化合物作為環(huán)氧樹(shù)脂,和(b單獨(dú)的抗氧化劑(b1或抗氧化劑(b1與U V吸收劑(b2的組合特征在于所述抗氧化劑為通式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-環(huán)烷基、或未取代或C1-C6烷基或C1-C6烷氧基取代的-CH2-C5-C12-環(huán)烷基;R2,3,4,5=各自獨(dú)立地-C1-C6-烷基;和R6=二價(jià)脂肪族、脂環(huán)族或芳