电机型式试验之噪声的测定及其限值

3.12 噪声的测定方法及限值

⑴试验目的

电机的运行会发出一定的噪音，因此国家标准规定了电机噪音的限制，以此来限制电机的噪音影响，电机噪音主要由通风（空气动力）噪音，机械振动噪音和电磁噪音三个部分组成，通风噪音在电机进，出风口，特别是风扇附近噪声最大，机械振动噪声往往伴随这振动，发生共振的结构部件处噪声最大，电磁噪声一般在机座中央噪声最大，通风噪声在堵塞电机进，出风口或者拆去风扇噪声显著削弱，电磁噪声在电机断电后空转时消失。

⑵噪声的分类

①声压和声压级

声波引起空气质点的振动，使得空气的压强在大气压强附近按声频起伏变化，

μ），有关压强的单位换算关系是：

这种压强称为“声压”，其单位用微帕（a

P

1Pa=1N/m2=10-5b=10μb=0.1mm水柱

在声学中，通常用声压级别来代替声压作为声音和物理评价指标，声压级与声压的关系是：

P(3-23)

L p = 20lg

P

式子中L p—声压级，dB

μ

P—声压，a P

μ作为基准声压。

P0—基准声压，是一个参考量，一般以20a P

用声压级代替声压度量声音的好处是：可把一般人耳刚好能听到的声压20μ

a P

μ这一数百万级声压值表示的声音度量范围缩到可震破人耳膜的声压20×106a P

小到

0～120dB的范围内，从而便于使用和分辨记录。

②声强和声强级

声强是在一定时间内稳定声场中瞬时声压与其声速度乘积的时间平均值，单位为W/m2，符号为I。

声学上也常用声强级（单位为dB，符号为L1）代表声强，他们之间的关系是：

L 1=10lg 0

I I

(3-24) 式子中 I —声强，W/m 2

I 0—基准声强，一般取值为10-12 W/m 2 ③ 声功率和声功率级

声功率是声源在单位时间内辐射的总声能，符号为W ，单位为瓦。 声功率在声学中也常用声功率级，符号为L w ，单位为dB ，来表示，他们之间的关系：

L w =10lg

W W

(3-25) 式中 W 0—基准声功率，一般为10-12W 。

在现行的电机噪声考核标准中，大部分采用声功率级，少部分采用声压级，这是因为声功率只和深远的总功率有关，而声压级则与声压和测量点到声源的距离两个因素有关，在给出声压级数的同时，还应该给出测量距离，所以表述不如声功率级别方便，声功率级和声压级的关系如下式子：

L w =L p + 10lg

S S

(3-26) 式子中， S —测量声压时，所用包络面的面积，m 2 S 0—基准面面积，一般为1m 2 ⑶ 测量仪器和设备 ①声级计

声级计是用以测量声级数值的仪器，因此常用测量噪声升级，所以被习惯称作为噪声仪，通用的声级计测量显示值为声压级值，声级计的准确度表示方法和其他仪器不同，他将不同最大误差级别的仪表分为四个类型号，各种类型声级计的最大误差和级别名称见下表：

表3-11声压级声级计准确度分类表

类型号（级） 0 Ⅰ Ⅱ Ⅲ

固有最大误差（dB ）

±0.4

±0.7

±1.0

±1.5

级别名称精密声级计普通声级计

②电机安装设备

电机进行噪声测试时，若为空载时，则应根据被试电机的大小决定其安装设备，较小的电机（一般机座号400以下）可采用弹性安装方式，较大的电机则为刚性安装。

对于小型异步机的弹性安装，弹性悬挂或者支撑装置的最大或者最小伸长量或者弹性支撑最大或者最小压缩量以及弹性支撑的面积和有效质量要求等与电机振动的要求完全一致。

④电机的运行状态

如果无特殊规定，测试时，电机应处于空载运行状态，并在可产生最大噪声的情况下的情况下运行，所供电源的质量要求应该符合要求，这一点对测量结果也很重要，

应该保持其电压和频率均为额定值；对于多速度电机；应分别在各个转速下运行；对可逆运行的电机，应该双向都可运行，除非两个方向的噪音不同才应该设计一个方向进行试验；对于变品电源供电的异步电机，应采用变频电源供电，并在规定的调频范围内进行试验，取最大值作为试验结果，建议先从最小频率到最大频率缓慢调频运行，找到最大噪声点后，再设定在该频率空载运行并测其噪声值。

⑷噪音测量方法—半球面测点布置法

对于机座号为225以下，长度不超过1m的电机，可采用半球面测点布置法布置测点:

①将电机安放在测量场地的中心位置，以电机在地面（反射面）上的垂直投影中心为秋心，想象出一个向下扣着的半球，所有测点都将在这个半球的表面上。

②根据被测电机的大小，半球的半径r有所不同，对机座号为90及其以下的电机，r=0.4m，此时等效包络面（半个球面）的面积S=2πr2≈1m2，对于机座号100及其以上的电机，此时等效包络面的面积S≈6.28m2。

③测试时，声级计的侧头应该距离地面250mm，并且使其轴线对准半球包络面的球心。

④测点个数，对机座号为90及以下的电机，规定水平方向前，后，左，右共4个，机座号90以上到225的电机，除上述四个点外，还在电机的正上方距离地面1mm的位置加一个点，其具体位置如下图所示：

图3-21 噪声测试示意图

⑸ 试验结果的计算方法

一般情况下，可用取得所有测量值的平均值作为测量值：

L =

∑=n 1i ti

n 1L

式子中 n —测点总数；

i —测点序号；L ti —第i 点的实测噪声值，dB ⑹ 噪声限制标准

噪声限值是指电机空载运行时候的噪音，正常情况下噪音随着负载的增加而 增加，最大允许值为3dB （A ），对于超过3dB （A ）的情况令作为考虑。 电机功率/W

6～40

60～180

250～750 A 声功率级/dB N

R

S

E

N

R

S

E

N

R

S

E

同步转速

65

60

55

50

70

65

60

55

75

70

65

60