风力发电机(组)噪音控制

风力发电机（组）噪音控制

声源原理

发电机组噪声是一个由多种声源构成的复杂声源，按照噪声辐射方式，发电机组噪声可以分为空气动力噪声和表面辐射噪声。按照产生的机理，发电机组表面辐射噪声又可以分为空气噪声和机械噪声。其中空气动力噪声为主要噪声源有小于等于85Db.

一、机械噪声及结构噪声

①齿轮噪声。啮合的齿轮对或齿轮组，由于互撞和摩擦激起齿轮体的振动，而通过固体结构辐射齿轮噪声。

②轴承噪声。由轴承内相对运动元件之间的摩擦和振动及转动部件的不平衡或相对运动元件之间的撞击引起振动辐射产生噪声。

③周期作用力激发的噪声。由转动轴等旋转机械部件产生周期作用力激发的噪声。

④电机噪声。不平衡的电磁力使电机产生电磁振动，并通过固体结构中，因而不容易分离出声源区。

二、通风设备噪声

散热器、通风机等辅助设备产生的噪声。

1、噪声控制

噪声控制可以从噪声源、噪声传播途径和噪声接受者三方面入手。噪声控制技术主要以噪声的声学控制方法为主，具体的技术途径一般包括隔声处理、吸声处理、振动的隔离、阻尼减振等。隔声处理和吸声处理属于噪声传播降噪控制；振动的隔离和阻尼减振属于阻尼减振降噪控制。这些噪声控制方法的机理在于，通过噪声声波与声学材料或声学结构、振动波与阻尼材料或阻尼结构的相互作用消耗能量，从而达到降低噪声的目的。

2、阻尼减振降噪控制

阻尼减振降噪技术是利用阻尼材料的特性以及阻尼结构的合理设计，耗散结构件的振动能量，来达到减振降噪的目的。

2.1 阻尼材料及其特性

材料阻尼是指材料内部在经受振动变形过程中损耗振动能量的能力。阻尼材料也称粘弹阻尼材料，或粘弹性高阻尼材料。它是一种兼有某些粘性液体和弹性固体特性的材料。粘性液体有耗散能量的能力，而不能储存能量；相反，弹性材料有储存能量的能力，而不能耗散能量。粘弹性材料介于两者之间，当它产生动态应力和应变时，有一部分能量被转化为热能而耗散掉，而另一部分能量以位能的形式储存起来。能量被转化和耗散的现象表现为阻尼特性。利用它可抑制共振频率下的振动峰值，减少振动沿结构的传递，降低结构噪声。

各种阻尼材料都受环境温度和工作频率的影响，温度不同，工作频率不同，阻尼特性也不同。作为良好的阻尼材料，应在较宽温度范围和较宽频率范围具有较高的损耗因子，如图1 所示。

2.2 约束阻尼处理

在自由阻尼处理的阻尼层外侧表面再粘贴一弹性层，这一弹性层应具有远大于阻尼层的弹性摸量。当阻尼层随基本结构层一起产生弯曲振动而使阻尼层产生拉-压变形时，由于粘贴在外侧弹性层的弹性摸量远大于阻尼层的弹性摸量，因此这一弹性层将起到约束阻尼层的拉-压变形的作用，所以这一弹性层被称为约束层，而受弹性层约束的阻尼层被称为约束阻尼层。由于阻尼层与基本层接触的表面所产生的拉-压变形不同于与约束层接触的表面所产生的拉-压变形，从而在阻尼材料内部产生剪切变形。因此约束阻尼处理结构中，阻尼层不仅承受拉-压变形，还同时承受剪切变形，它们都能起到耗能作用，如图2 所示。约束阻尼结构比自由阻尼结构耗散更多的能量，因此具有更好的减振降噪效果。

a) 自由状态b) 振动拉-压及剪切变形状态

1—基本层2—阻尼层3—约束层的作用。阻尼涂料可以喷涂或刮涂于薄壳结构表面，做成自由阻尼处理结构。阻尼涂料施工简便，特别适合于形状复杂的壳体涂覆。

由于风力发电机的主要机组部件安装于机舱内部，这些部件产生的振动直接传递给机舱，引起机舱振动并辐射产生噪声。因此可以在机舱内表面贴附阻尼材料对机舱进行表面自由阻尼处理，衰减振动，降低结构辐射噪声，同时隔离机舱内部的噪声向外传播。

2.3 噪声传播降噪控制

噪声传播控制，又称无源噪声控制，它是在噪声传播途径中使用声学材料或声学结构来隔离或吸收一部分声能，使声波在通过声学材料或声学结构时得到衰减而达到降噪控制的目的。噪声传播降噪控制与阻尼减振降噪控制是相辅相成、密不可分的，阻尼对提高材料

的隔声性能有明显的作用。

对风力发电机机舱内表面贴覆阻尼隔声材料做阻尼、隔声处理，当机舱内齿轮箱、电机等部件产生的噪声入射到机舱壳体表面时被转化成以下主要部分：1）一部分被反射回机舱内部；2）一部分在经过机舱表面时被转化成其它形式的能量或波形而被吸收。如：结构辐射噪声或其它形式的波形；3）最后剩下的一部分透过机舱传入外部环境。噪声传播过程

中的能量分配见3图

2.4 噪声分析图

吸声是声波通过媒质或入射到媒质分界面上时声能量的消耗过程。吸声性能的衡量由吸声系数体现。吸声装置选型时应考虑：吸声系数及其频谱特性，阻燃、耐候性，造型及表面质量以及与原建筑结构物内表面现状的配合等。

主要用于工业企业的风机房、球磨机房、变压器主厂房、锅炉本体各类泵房及空压机房、变压器间等建筑结构的内表面吸声降噪；用于电网公司的换流变、平波电抗器隔声间

及隔声屏、交流滤波器组围栏处隔声屏障的吸声降噪；用于燃煤、燃气电厂的主厂房、余热锅炉综合管架和泵区、锅炉顶、天然气调压站、天然气前置模块、冷却塔、主变压器、厂变压器外隔声结构的吸声降噪。该系列技术产品的声学性能是吸声结构频带宽。