1前言
同煤集團(tuán)中央機(jī)廠(chǎng)電氣修理分廠(chǎng)所修理的千伏級(jí)電機(jī)，在出廠(chǎng)檢驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)部分千伏級(jí)電機(jī)噪聲太大，超過(guò)了GB755-81《電機(jī)基本技術(shù)條件要求》中關(guān)于噪聲限值的規(guī)定，極大地影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。雖經(jīng)多次反復(fù)拆、裝，采取了許多措施如：轉(zhuǎn)子找正、找平衡、更換軸承等，但效果卻不明顯，導(dǎo)致17臺(tái)電機(jī)不能出廠(chǎng)；這不僅嚴(yán)重影響了礦上的生產(chǎn)需要，也影響了我廠(chǎng)的信譽(yù)。因此，我們必須盡快解決這個(gè)問(wèn)題，迫切需要對(duì)電機(jī)噪聲進(jìn)行分析與控制。
2噪聲的分析、迭加與分離
影響電機(jī)噪聲的因素很多，但從本質(zhì)上分析電機(jī)的噪聲主要有電磁噪聲、機(jī)械噪聲、通風(fēng)噪聲三種。這三種噪聲源雖有一定的獨(dú)立性，但也相互影響。要想控制和降低電機(jī)噪聲，就必須要確定電機(jī)的各主要聲源在總噪聲中的比例；也就是要用噪聲級(jí)的相加、相減和求其平均值的方法來(lái)確定哪些噪聲源是構(gòu)成電機(jī)總噪聲的主要因素。
2.1聲壓級(jí)的相加
若幾個(gè)聲源在電機(jī)某一點(diǎn)上產(chǎn)生的聲壓分別為P₁、P₂、P₃……P_n，對(duì)應(yīng)的聲壓級(jí)分別為L_p1、L_p2、L_p3……L_pn，則總的聲壓級(jí)為

式中L_p——合成聲壓級(jí)，dB
P_i——第i個(gè)聲源的聲壓，N/m²
P₀——基準(zhǔn)聲壓，P₀=2×10^-5N/m²
2.2聲壓級(jí)的相減
除了第i個(gè)噪聲源以外的其他幾個(gè)噪聲源合成的總聲壓級(jí)可以測(cè)定，用表示，則將式(1)改為指數(shù)形式后可得

2.3聲壓級(jí)的平均值
先測(cè)量若干點(diǎn)的聲壓級(jí)，再求平均值，對(duì)應(yīng)式(1)求聲壓級(jí)的平均值

2.4總噪聲聲壓級(jí)的百分比構(gòu)成
為了定量地分析各噪聲源在合成總噪聲中所占的比例，取式(1)的指數(shù)形式


2.5噪聲的分離試驗(yàn)
噪聲分離試驗(yàn)的目的是為了分別測(cè)算出各噪聲源的聲壓級(jí)。采用測(cè)量和計(jì)算相結(jié)合的方法可以取得滿(mǎn)意的效果。
3實(shí)例應(yīng)用
我廠(chǎng)所修132kW千伏級(jí)電機(jī)是最具代表性的大噪聲電機(jī)。我們應(yīng)用噪聲迭加分離理論進(jìn)行分析，可以找出影響電機(jī)噪聲的主要因素，并采取相應(yīng)措施降低電機(jī)噪聲，從而提高電機(jī)質(zhì)量。
3.1主要噪聲分析
挑選5臺(tái)同廠(chǎng)家、同類(lèi)型的132kW電機(jī)作噪聲分離試驗(yàn)。
(1)先測(cè)定每臺(tái)電機(jī)噪聲的總聲壓級(jí)L_p(dB)。
(2)去掉風(fēng)罩和風(fēng)扇，在額定電壓下再測(cè)出每臺(tái)電機(jī)噪聲的聲壓級(jí)，即電磁噪聲和機(jī)械噪聲的合成聲壓級(jí)L_p2+3(dB)。
(3)切斷電源再測(cè)定每臺(tái)電機(jī)的機(jī)械噪聲聲壓級(jí)L_p2(dB)。
由于電機(jī)電磁過(guò)渡過(guò)程比機(jī)械過(guò)程要快得多，因此在切斷電源后，電磁振動(dòng)源及噪聲源隨電磁過(guò)渡過(guò)程迅速結(jié)束而消失，而機(jī)械噪聲下降速度要比電磁噪聲下降慢的多，故此時(shí)所測(cè)出的電機(jī)噪聲基本上是機(jī)械噪聲。
(4)根據(jù)式(2)計(jì)算出電機(jī)的電磁噪聲聲壓級(jí)L_p3(dB)和通風(fēng)噪聲聲壓級(jí)L_p¹(dB)
(5)將分離試驗(yàn)中所測(cè)算出的數(shù)據(jù)填入表1。

3.2按噪聲構(gòu)成比例確定主要因素
根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，按式(5)計(jì)算，在電機(jī)噪聲聲壓級(jí)中

通過(guò)上述分析，132kW電機(jī)的主要噪聲源是電磁噪聲和機(jī)械噪聲，這就是構(gòu)成電機(jī)噪聲的主要因素。
4主要噪聲源的降低措施
4.1電磁噪聲
4.1.1造成電磁噪聲的主要原因
經(jīng)過(guò)我們對(duì)這5臺(tái)電機(jī)進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)這些電機(jī)的服務(wù)年限比較長(zhǎng)，不同地出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)修理的次數(shù)也較多，定、轉(zhuǎn)子的電磁性能也發(fā)生了變化。例如：
(1)定子剛度不夠造成一定的扭曲變形，導(dǎo)致磁路不平衡，結(jié)果產(chǎn)生了徑向脈動(dòng)電磁力。
(2)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)偏心現(xiàn)象，造成氣隙不均勻，產(chǎn)生單邊磁拉力。
(3)機(jī)殼、端蓋的修理、加工精度不高，或軸承裝配不當(dāng)，造成轉(zhuǎn)子偏斜，產(chǎn)生低磁力波噪聲。
4.1.2采取的措施
4.1.2.1適當(dāng)加大氣隙
當(dāng)氣隙加大后，相應(yīng)的電磁噪聲聲壓級(jí)L_p3將下降

如132kW電機(jī)氣隙為1.2mm，如果將它加大到1.6mm時(shí)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，適當(dāng)加大電機(jī)氣隙，除了可降低電磁噪聲外，更重要的是它還能消化裝配誤差造成的對(duì)電機(jī)的諸多影響，可穩(wěn)定電機(jī)噪聲的質(zhì)量水平。但是，加大氣隙也會(huì)對(duì)電機(jī)的電氣性能造成一定影響，所以在增大氣隙時(shí)，一般不要超過(guò)原氣隙的40%。
4.1.2.2嚴(yán)格的檢驗(yàn)和改進(jìn)裝配工藝
(1)每臺(tái)電機(jī)在裝配前，轉(zhuǎn)子都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的靜平衡校驗(yàn)和同軸度校驗(yàn)。
(2)對(duì)定子止口要增加對(duì)圓柱度的檢驗(yàn)，對(duì)定子鐵心也要仔細(xì)檢查是否變形，鐵心內(nèi)徑是否變形，如有變形要保質(zhì)保量地修復(fù)，以保證鐵心的質(zhì)量。
(3) 加工零配件時(shí)，建立嚴(yán)格的質(zhì)檢制度，檢驗(yàn)環(huán)節(jié)要嚴(yán)格把關(guān)，以確保加工質(zhì)量和精度。
4.2機(jī)械噪聲
經(jīng)研究分析，機(jī)械噪聲主要還是以軸承噪聲為主，而軸承噪聲又分為固有噪聲和裝配噪聲，我們通過(guò)觀(guān)察分析發(fā)現(xiàn)我們過(guò)去設(shè)計(jì)的軸承內(nèi)圈與軸、外圈與軸承室的配合偏緊，造成軸承工作游隙太小，加速了軸承的磨損，也造成軸承噪聲增大。因此，合理地選擇軸承的配合公差可以降低軸承的噪聲。具體措施為：

(3) 裝配工藝對(duì)電機(jī)軸承的影響也很大，選擇正確的裝配工藝也是降低軸承噪聲的重要措施。
通過(guò)上述對(duì)電磁噪聲和機(jī)械噪聲的分析和采取的措施，從而有效地控制和降低了電機(jī)噪聲；經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，測(cè)試了這5臺(tái)132kW電機(jī)樣品，發(fā)現(xiàn)這5臺(tái)電機(jī)的噪聲聲壓級(jí)平均下降了8dB，由94.2dB降到86.2dB，已低于《電機(jī)基本技術(shù)條件要求》中關(guān)于電動(dòng)機(jī)在空載運(yùn)行時(shí)的最大噪聲限值為90dB的規(guī)定。
5結(jié)語(yǔ)
通過(guò)上述分析，我們認(rèn)為應(yīng)用電機(jī)噪聲的迭加與分離理論，可以確定各個(gè)噪聲源在總噪聲源中的構(gòu)成比例。我們通過(guò)實(shí)例分析，找出了影響132kW電機(jī)噪聲的主要噪聲源是電磁噪聲和機(jī)械噪聲。通過(guò)采取一系列有效的措施，使電磁噪聲和機(jī)械噪聲有了一定的下降，取得了比較好的效果。在今后的工作中我們還會(huì)進(jìn)一步深入研究，爭(zhēng)取在電機(jī)噪聲控制方面取得更大的成果。