靜音柴油發(fā)電機的噪聲降低技術

柴油發(fā)電機不同的噪音是由不同部位、不同零件產(chǎn)生的,所以通過分析發(fā)電機噪音產(chǎn)生的機理,采取針對性的措施來降低發(fā)電機噪音。

1、電磁噪音的降低

(1)定轉子槽數(shù)的配合:對發(fā)電機振動和噪音起主要作用的是振動階數(shù)較低、幅值較大的力波,高階數(shù)或磁場幅值部分串聯(lián)匝數(shù)是Y的3時,那么K為奇數(shù)時, Fmv=0,這樣就消除了這些次諧波的影響。

并且此時的繞組分布系數(shù)比普通三相60° 相帶繞組高,又氣隙磁密與繞組系數(shù)成反比,所以這樣既可以消除某些諧波,又可以減小氣隙磁密 ,從而降低噪聲。在對一臺 11kW發(fā)電機進行正弦繞組和普通繞組的對比試驗,結果如表3。諧波可以不用考慮，而定轉子槽數(shù)與電磁力波的階次n呈線性關系:n={K ZK Z1 11 1++K ZK Z2 22 2+2P} , f = kf1 ZP2式中,n為氣隙中主要力波系數(shù);Z1、Z2 為定轉子槽數(shù);f、f1為力波頻率;P為極對數(shù);K=0,1,2? ;K1、K2=± 1,± 2,± 3?不同槽數(shù)配合的發(fā)電機將產(chǎn)生不同階次的力波,為使力波n≠ 0、1、2、3,必要時n≠4、5,故要選擇適當?shù)亩ㄞD子槽數(shù),以132S4為樣機進行不同槽配合對比試驗(表1),結果證明采用36/28槽配合時,發(fā)電機的噪音明顯低于其他2種槽(36/32和36/33)配合,這與理論分析相吻合。同時還要考慮力波頻率和定子固有頻率,以避免引起共振。

表 1 不同槽配合的發(fā)電機噪音測試結果

表 2 斜槽降低電磁噪音的試驗對比

表 3 兩種繞組對噪音影響的對比試驗

(2)采用斜槽:表2顯示在槽配合為36/33時,不管空載還是負載狀態(tài)下,斜一個定子槽距的電磁噪音明顯低于直槽。這是由于定子或轉子采用斜槽能有效地削弱諧波磁場引起的附加轉矩和電磁噪音,所以發(fā)電機轉子往往采用斜槽,而且對發(fā)電機其他性能影響很小,但會使徑向力沿軸向長度相位不同,產(chǎn)生了扭轉力矩,導致鐵心扭轉振動,產(chǎn)生噪音[7]。在小型發(fā)電機中這種影響可以忽略不計,在大型發(fā)電機中通常分為2段的雙斜槽轉子,以減少產(chǎn)生的扭轉振動。

(3)增大發(fā)電機氣隙:發(fā)電機氣隙的大小對電磁噪音的影響為:

 L1為L2 =10 lg (δ1/ δ2 )4；

L為發(fā)電機電磁噪音； δ 為發(fā)電機氣隙長度。

定轉子間氣隙長度δ 增大,氣隙磁道降低,可降低氣隙諧波磁通密度,由于聲功率近似與振幅平方成正比,振動幅值和徑向力成正比,徑向力與氣隙磁密平方成正比,磁通密度與氣隙δ 成反比。因此,增大氣隙長度可降低電磁噪音,但會使發(fā)電機的功率系數(shù)降低,空載電流增大,基本損耗增加,需綜合考慮。

(4)合適的繞組:選擇合適的定子繞組節(jié)距和短距線圈可降低磁動勢波形中的諧波含量和力波幅值。如采用正弦繞組“△ Y”串線方式,同時Y繞組在空間排列上滯后“△ ”部分30° 的空間角度,那么“Y”部分的電流值 :

 IY =3I?

且“Y”部分的電流在時間相位上滯后 “△ ”部分30° ,所以正弦繞組的v次諧波磁動勢幅值為 :Fmv = Fmv (?)+(−1)absK( ) Fmv (y)當△ 和Y兩部分每極每相槽數(shù)相等。

2、靜音發(fā)電機組的動力噪音的降低

(1)根據(jù)發(fā)電機的性質、規(guī)格和使用環(huán)境嚴格選擇發(fā)電機轉子的平衡精度,減少轉子鐵芯偏心產(chǎn)生的噪音。

(2)提高軸承及其他部件的質量,包括軸承、滑環(huán)和換向器的圓度、光潔度,剛性適中的軸承,硬度剛好的電刷材料。

(3)在裝配軸承前,應對軸承進行清洗和消磁,并涂抹相應型號的潤滑油,裝配時采用熱脹法。

3、靜音發(fā)電機組的通風噪音的降低[

(1)風扇的設計:風葉采用奇數(shù)葉片,最好采用不等分的葉片間距;風葉采用后傾式,并用圓角過渡 ;合理選擇葉片形狀 ;風扇外徑與端蓋間的距離為風扇外徑的

10%～15%;風扇應具有良好的動平衡。

(2)風路的設計:合理設計風路系統(tǒng),降低空氣阻尼;改變風道方向時,采用大的半徑;風道截面積應逐漸變化。

(3)加裝消聲器或隔聲罩,并增大端蓋和罩子的動態(tài)剛度。