发电机电磁噪音分析
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第四节电磁噪声电磁噪声属于机械性噪声。
在电动机和发电机中,电磁噪声是由交变磁场对定子和转子作用产生周期性的交变力,引起振动产生的。
这个交变力与磁通密度的平方成正比。
它的切向矢量形成的转矩有助于转子的转动,而径向分量引起的噪声。
噪声频率与电源频率有关,电机的电磁振动一般在100 -4000Hz频率范围内。
电磁噪声的声源类型有以下几种。
1感应电机的嗡嗡声这种噪声的频率为电源频率的两倍,即为2^=2x 50=I00Hz.它是由定子中磁滞伸缩引起的。
2沟槽谐波噪声当转子的每一个导体通过定子磁板时,作用在转子和定子气隙中的整个磁动势将发生变化而引起噪声,频率表达式为f r=n R 60或f r=n R±2f1式中R-转子槽数;n-转子转数(r/min);f1—电源频率(Hz)。
3.槽噪声由定子内廓引起的气隙的突然变化使空气骚动产生的噪声,其频率为f s=n R s 60式中Rs——定于槽数;n——转子转速( r/min)此外,开式电动机的通风是使气流径向通过转子槽,横越气隙并通过定子当径向气流突然中断时,由于空气流的断续,也会引起噪声,此类型噪声的频率为f s=n ∙ R s 60f s2=2R s n电源电压不稳时,最容易产生电磁振动和电磁噪声。
由于转子在有偏心,引起气隙偏心等,对电磁噪声也有影响,且转子电阻不平衡。
转子偏心率为2sf1,s为转差率。
要减小电磁噪声,心须稳定电源电压和提高电机的制造装配精度。
在寻找精密机械的声源时,最好预先测量电源电压的不平稳率,改变槽数可明显降低电磁噪声。
火电厂噪声分析及振动危害火力发电厂的大型噪声设备主要集中在汽轮机和锅炉车间以及其他电力设备车间,主要噪声源有汽轮机、发电机滑环电刷、变压器、凝汽器、磨煤机及各类风机、空压机、泵类等。
作业人员长期在高噪声环境中工作,会引起听力损伤和中枢神经功能失调,对妇女能引起月经失调,内分泌紊乱等伤害。
噪声源主要包括以下部件:(1)机械动力噪声:各设备在运转过程中有振动、摩擦、碰撞所产生的噪声,以低、中频为主。
汽轮发电机组高速运行,从透平油泵开始到汽轮机转子、发电机转子、励磁机、联轴器等都会产生噪声。
(2)气体动力噪声:由各类风机、风道、蒸汽管道中的气流的流动、扩容、截流、排气、漏气等引起的气动噪声,具有高、中、低各类频谱,其中尤以排气为高强噪声,对周围环境影响最大。
(3)其它噪声:发电厂除上述两类主要噪声来源外,尚有锅炉燃烧噪声,即燃料燃烧、气化、烟气流动所产生的噪声;电磁噪声,即电动机、变压器等电气设备的交变磁场运动产生的噪声,以及检修作业中各种机械,人工也产生噪声,主要以中低频为主。
(4)交通、人群活动噪声:如电厂场内运输车辆,喇叭和其他车辆行驶产生的交通噪声;另外还有人群活动、广播所引起的噪声。
这一类噪声一般高、中、低频都有。
上述噪声源中,以第1、2班级对环境的影响最大,是噪声防治的重点。
火力发电厂-发电机组项目的动力设备将同时产生噪音和较大的振动,如锅炉、汽轮发电机组、风机、泵类运行车间。
振动与噪声相结合作用与人体,振动的频率、加速度和振幅是振动对人体影响最重要的因素。
局部振动主要为手的损害,早期患者多感到手指麻木,关节不灵活;晚期肢端痉挛、多汗等。
全身振动主要为足部周围神经与血管改变,常感足痛、足易疲劳等。
Manatee软件电磁振动噪声分析北京天源博通科技有限公司褚占宇利用Manatee软件分析丰田Prius2004电机电磁及振动噪声Manatee软件是由法国EOMYS公司研发的,可以计算电机的电磁振动噪声的软件。
北京天源博通科技有限公司是该软件在中国的代理商。
本文主要是利用Manatee软件分析丰田Prius2004款电机的电磁及振动噪声。
表1是丰田Prius2004电机的主要尺寸参数。
表1电机主要的参数名称数据定子外径/mm269.24定子内径/mm161.9气隙长度/mm0.75铁心长度/mm83.82转轴外径/mm110.64极数/槽数8/481建模流程首先打开Manatee软件。
如下图所示。
选择电机类型,点击New Machine按钮,选择要编辑的电机类型。
在电机类型里面选择BPMSM,为内置式的永磁电机类型。
P中输入极对数为4(注意这里是极对数不是极数)。
接着设置Machine Dimensions选项,在这里设置电机的定子外半径为134.62mm,定子内半径为80.95mm,转子外半径80.2mm,转子内半径为55.32mm。
计算出气隙长度为0.75mm。
设置定子轴向长度,定子硅钢片轴向长度为83.82,硅钢片的叠压系数设置为0.95。
没有径向通风道和轴向通风口。
设置定子槽型,软件提供了多种槽型,选择相应的槽型进行设置。
在这里选择槽型11,以下为具体的槽型尺寸参数。
当设置好后,可以点击Preview按钮,生成如下图所示。
定子绕组设置,Prius2004为3相双层,分布短距,绕线间距为5,并绕根数13,并联之路数1,每线圈的串联匝数9。
点击next按钮,选择3相双层,绕组跨距为5。
点击Preview按钮,生成如下图所示。
点击next按钮,设置并联之路数1,每线圈的串联匝数9。
点击next按钮,选择圆导线,材料选择铜,并绕根数13,设置线径0.912mm。
点击next按钮,设置端部绕组。
[转] 转载:电机噪声问题总结电机2010-07-08 08:02:52 阅读20 评论0 字号:大中小订阅异步电机降低电磁噪声的方法:(1)合理选择气隙磁密。
(2)选择合适绕组形式和并联支路数(3)增加定子槽数以减少谐波分布系数(4)合适的槽配合(5)利用磁性槽楔(6)转子斜槽消除电机电磁噪声主要就是削弱谐波分量,尤其是那些频率和机座频率比较接近的谐波,如果不消弱这些谐波的话就很有可能引起共振而导致震动过大,产生很大的噪声。
选择合理气隙,异步电机因为需要从电网上吸收无功电流建立励磁磁场,因为异步电机气隙不能太大,否则电机的功率将很低,但是也不能太小,太小了则给生产制造增加困难,并且有可能因定转子同心度不够产生的单边磁拉力导致轴的就形而造成定转子相擦。
增加槽数则会使电机的铜材料用量增加和绝缘材料用量的增加,即增加电机的成本。
一般为了消除齿谐波,异步电机一般都会采用转子斜槽。
同步电机因转子斜极不方便而采用定子斜槽,通常都斜一个定子齿距。
磁性槽楔在中小型电机中通常都不采用。
在实际生产过程中,中小型电机降低噪声的主要方法还是选择合适的槽配合和选择合适的气隙以及斜槽。
另外机械结构的加工精度以及装配都会对电机的噪声产生很大的影响。
1、对于已经生产出来的产品电磁噪音较大:1)、适当增加机座断面惯性矩,避开共振区;2)、同步凸极机可以通过计算,适当增加或减小极靴宽度来改善磁场分布,使得基波更接近正弦波,从而降低高次谐波分量,达到降低电磁噪音的效果;3)、选择更加适当的定子绕组接线轮换数,可以有效的降低电机绕组产生的反转波,从而降低噪音; 4)、对于齿谐波含量较高的,可以采用磁性槽靴。
2、至于新设计的电机:1)、选择合适的槽数配合;2)、选择合适的极距;3)、增加并联支路数;4)、凸极机的,要选择合适的极靴宽度;5)、在电机性能保证的情况下,适当降低气隙磁密;6)、通过工艺保证定转子的同心度,使得单边磁拉力趋于零。
机械设备噪声检测标准规则是什么在日常生活中我们经常会听到机械设备发出来的噪声,有些可能会被我们忽略,但有些会影响我们的正常生活,例如施工现场的电钻,挖掘机,等机械设备发出来的噪声,那么对于机械噪音这块我们国家是如何定义的呢?机械设备噪声检测标准又是什么样子的呢?今天我们就来了解下机械设备噪声检测标准规则。
在日常生活中我们经常会听到机械设备发出来的噪声,有些可能会被我们忽略,但有些会影响我们的正常生活,例如施工现场的电钻,挖掘机,等机械设备发出来的噪声,那么对于机械噪音这块我们国家是如何定义的呢?机械设备噪声检测标准又是什么样子的呢?今天我们就来了解下机械设备噪声检测标准规则。
机械噪声机械噪声,指的是由于机械设备运转时,部件间的摩擦力、撞击力或非平衡力,使机械部件和壳体产生振动而辐射噪声。
机械噪声按声源的不同可分为 3类:空气动力性噪声、机械性噪声、电磁性噪声。
机械噪声由于机械设备运转时,部件间的摩擦力、撞击力或非平衡力,使机械部件和壳体等发声体产生无规律振动而辐射出的噪声。
机械噪声的特性(如声级大小、频率特性和时间特性等)与激发力特性、物体表面振动的速度、边界条件及其固有的振动模式因素有关。
齿轮变速箱、织布机、球磨机、车床等发出的噪声是典型的机械噪声。
提高机器制造的精度,改善机器的传动系统,减少部件间的撞击和摩擦,正确地校准中心调整好平衡,适当地提高机壳的阻尼等,都可以使机械振动尽可能地减低,这也是从声源上降低噪声的办法。
机械噪声按声源的不同可分为3类。
1、空气动力性噪声:由气体振动产生,如通风机、压缩机、发动机、喷气式飞机和火箭等产生的噪声。
2、机械性噪声:由固体振动产生,如齿轮、轴承和壳体等振动产生的噪声;3、电磁性噪声:由电磁振动产生,如电动机、发电机和变压器等产生的噪声。
常见机械分贝值如下表。
机械种类分贝挖土机 78-96 电钻 100-105 空压机75-85 压缩机 75-88 云石机 100-110 电锯 110 飞机发动机 107-140 球磨机 87-128 电动瓷砖切割机 75-130 打桩机 93-112 磨光机 100-115 冲击机 95噪声控制控制噪声的基本途径首先是控制噪声源,其次是控制噪声传播和噪声接收。
喀腊塑克电站水轮机组振动的原因分析及处理本文以一水电站的水力机组出现振动、噪音的故障现象为依据,根据专业人员在现场对该水电站的试验结果的数据,分析机组的振动原因和问题,并提出解决问题的建议。
标签:水电站;试验;原因分析1、概述喀腊塑克电站位于新疆省阿勒泰地区的额尔齐斯河流域,属于坝后式电站。
喀腊塑克水库调节特性为不完全多年调节,水库总库容24.19亿m3,调节库容19.18亿m3,坝高121.5m,水库特征水位:正常蓄水位739m,死水位680m,校核洪水位(P=0.02%)743.60m,设计洪水位(P=0.1%)741.70m。
电站总装机4×40MW=160MW,年利用小时数3707h,多年平均设备发电量5.19亿kw.h,保证出力14.4MW。
水轮机型号HLX100-LJ-246,额定转n=300r/min,工作最大水头96m,最小水头32m,额定水头79.5m,额定流量51.75m3/s。
多年平均含沙量0.994kg/m3,多年平均输沙量330.57万t。
水轮发电机组的振动是以水轮机为原动力,从振动发生的情况看,有的是水轮机本身的水力特性所决定的,有的是由一些偶然因素作用产生的。
发电机是将水轮机的机械能转换为电能的装置,在转换过程中,由于某些方面如设计、加工,安装或参数配合不当也会引起发电机的磁振动。
从结构上讲,水轮发电机组可以分成两大部分;转动部分和固定、支持部分。
它们中任何一个部件存在机械缺陷时都可能引起机组的振动,而这些缺陷可能是由设计、加工,安装等任何一个环节所引起。
因此,一般来说水轮发电机组有四大振动部件;上机架、下机架、顶盖、转动部分,异常情况下还有其他振动部件,如定子铁心等。
水轮发电机组振动的危害。
振动是旋转机械不可避免的现象,若能将其振幅限制在允许范围内,就能确保机组安全正常运行。
但较大振动对机组安全是不利的,会造成如下危害。
1;使机组各连接部件松动,使各转动部件与静止部件之间产生摩擦甚至扫膛而损坏。
低噪音柴油发电机技术要求一、概述低噪音柴油发电机是一种特殊的柴油发电机,其设计旨在提供高效率的同时降低噪音输出。
它适用于各种需要静音发电的环境,例如数据中心、医院、住宅区等。
本文档旨在规定低噪音柴油发电机的技术要求,以确保其性能和质量满足相关标准。
二、技术要求1. 噪音水平:低噪音柴油发电机应具有较低的噪音输出,以便在运行时不会干扰周围环境。
噪音水平应符合国际和地方标准,通常应低于75分贝。
2. 燃油效率:低噪音柴油发电机应具有较高的燃油效率,以减少运行成本并减少对环境的影响。
燃油效率应至少达到40%以上。
3. 排放性能:低噪音柴油发电机应具有较低的排放性能,以减少对环境的影响。
应符合国际和地方排放标准,例如欧IV或以上标准。
4. 可靠性和耐久性:低噪音柴油发电机应具有较高的可靠性和耐久性,以便在各种环境下稳定运行。
应进行严格的质量控制和测试,以确保其能够在恶劣条件下正常运行。
5. 尺寸和重量:低噪音柴油发电机应具有较小的尺寸和较轻的重量,以便方便地运输和安装。
尺寸和重量应符合相关标准。
6. 维护和修理:低噪音柴油发电机应易于维护和修理,以便在发生故障时快速修复并恢复运行。
应提供详细的维护手册和工具,以便操作员进行日常维护和检查。
7. 安全性能:低噪音柴油发电机应具有较高的安全性能,以防止意外事故的发生。
应配备安全保护装置,例如过载保护、短路保护等,以确保操作员和使用设备的安全。
8. 兼容性:低噪音柴油发电机应与其他设备具有良好的兼容性,以确保与其他设备无缝连接并正常运行。
应提供标准化的接口和连接方式,以便与其他设备进行互操作。
9. 自动化和智能化:低噪音柴油发电机应具备自动化和智能化功能,以便实现远程监控和管理。
应提供智能控制系统和远程监控功能,以便操作员和管理员能够实时监控设备的运行状态和性能指标。
10. 环境适应性:低噪音柴油发电机应能够在不同的气候和环境下正常运行。
应进行严格的环境测试,以确保其在各种环境下稳定运行。
风力发电机工作噪音标准风力发电机是目前主流的可再生能源发电设备之一,其优势在于资源广泛、环境友好、无排放等特点。
与每种发电方式一样,风力发电也伴随着一些问题,其中之一就是工作噪音。
风力发电机的工作噪音是指在发电机运行时所产生的各种噪声,它可能对周围环境和居民生活带来一定的影响。
为了保护环境和人们的健康,各国纷纷制定了相关的风力发电机工作噪音标准,以规范风力发电机的工作噪音水平。
一、噪音来源风力发电机的工作噪音主要来源于以下几个方面:1. 风机叶片的旋转和风力作用产生的空气湍流噪声;2. 传动系统的机械噪音;3. 发电机本身的电磁噪音;4. 整个发电机系统的运行噪音。
二、噪音标准的制定针对风力发电机工作噪音,各国制定了一系列的标准和规范,主要包括以下几个方面:1. 最大允许噪音水平:规定了风力发电机在特定距离下的最大允许噪音水平,一般采用分贝(dB)为单位,以保护周围居民的正常生活。
2. 噪音测评方法:规定了对风力发电机工作噪音的测试方法和测量标准,确保测试结果的准确性和可比性。
3. 噪音监测周期:规定了风力发电场的噪音监测周期和频次,以及监测结果的报告和公开要求,以便相关部门对噪音进行有效管理。
4. 噪音处理措施:规定了对于超出标准的风力发电机工作噪音,应采取何种措施进行治理,以降低噪音对周围环境和居民的影响。
三、不同国家的噪音标准不同国家对于风力发电机工作噪音的标准要求有所不同,主要取决于当地的法律法规和环境政策。
欧洲各国对风力发电机工作噪音的标准较为严格,一般要求在50-55分贝左右。
而美国和加拿大等地的标准要相对宽松一些,一般在55-60分贝左右。
中国等新兴市场国家也逐渐制定了相关的工作噪音标准,以保护当地环境和居民的利益。
四、风力发电机噪音治理技术针对风力发电机工作噪音问题,相关企业和科研机构也在不断研发和推广噪音治理技术,主要包括以下几种:1. 噪音减振技术:通过对风力发电机结构和设备进行改进,减少机械振动和噪音传播。
柴油发电机基本知识柴油发电机简介柴油发电机是一种小型发电设备,系指以柴油等为燃料,以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械,即柴油机驱动发电机运转,将柴油的能量转化为电能。
整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。
柴油发电机组是一种小型发电设备,系指以柴油等为燃料,以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。
整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。
整体可以固定在基础上,定位使用,亦可装在拖车上,供移动使用。
柴油发电机组属非连续运行发电设备,若连续运行超过12h,其输出功率将低于额定功率约90%。
尽管柴油发电机组的功率较低,但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全,便于操作和维护,所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门,作为备用电源或临时电源。
小型柴油发电机组简介小型柴油发电机组一般是30千瓦以下的柴油发电机组,国内的一般有常柴和潍柴两种品牌,小型柴油发电机组的动力部分一般选用常州柴油机厂、潍坊柴油机厂、兖州柴油机厂等一些国内著名品牌柴油发动机,该机型适用于学校,医院,办公室等地,产品小巧,使于运输,因此得到了用户的致好评。
柴油发电机分类柴油发电机组按结构可分为固定式和移动式(拖车式)机组;按运行方式可分为单机组和并列运行机组;按控制方式可分为普通手动机组、自动化机组、智能通讯遥控机组;按技术指标可分Ⅰ类电站、Ⅱ类电站、Ⅲ类电站;按容量可分为从1KW到场150KW各功率机组。
柴油发电机市场概述我国柴油发电机组市场近几年发展速度很快,2003年到2005年由于缺电的影响,我国柴油发电机组市场发展迅速。
由于缺电导致电荒的发生,一些工厂、企业备用电源变成了一个必须的任务,发电机组的销量在这一段时间急速上升,致使厂家的产量供不应求。
2006年以来,尽管国内外市场成品油价格纷纷上涨,但柴油发电机组市场好像并未受到高油价的影响,仍然具备较高需求。
发电机电磁噪音分析与措施
发电机型号为SF250—28/1730,水轮机型号为ZDT03一LM一140,于9月18日发电。
在试运行过程中出现噪音过大现象。
经测试,机组试运行时,在空转状态下,距离机座1 m处测量噪音值为60 dB;起励建压后,有刺耳的高频声,离机座1m处测量噪音值为95 dB;满负荷运行时离机座1m处测量噪音值为110 dB。
1、噪音分析
发电机的噪音种类大体上可分为:电磁噪音、机械噪音、空气动力噪音。
电磁噪音是电磁力作用在定、转子间的气隙中,产生旋转力波或脉动力波,是定子产生振动而辐射噪音。
它与电机气隙内的谐波磁场及由此产生的电磁力波幅值、频率和极数,以及定子本身的振动特性,如固有频率、阻尼、机械阻抗有密切的关系。
机械噪音是由机械接触而引起的,如轴承、电刷等,跟接触部件材料、制造质量及装配工艺、配合精度有关。
空气动力噪音由电机内的冷却风扇产生,主要由风扇形式、通风道风阻、挡风板等决定。
2、定子绕组谐波计算
设计时借用24极1730机座的冲片,槽数为144槽,冲片尺寸:外径D1:1 730mm,内径Di:1490mm;槽形尺寸:b =13 mm,h =48 mm。
每极每相的槽数q=1—5/7,定子绕组接线循环序列:
2 2 1 2 2 1 2;2 2 1 2 2 1 2--利用计算机谐波分析得KYP=0.9397、KQPA=0.9552、KQPB=0.9552、KQPC= 0.9552、FP= 100、FPF=0,但是在谐波磁场极对数10对极上存在反转波FPF=10.78.谐波磁场极对数v=10很接近基波极对数P=14,力波节点对数M =v—P=10—14=一2很小,因为振动幅值与力波节点对数(M2—1)2成反比,所以引起铁心共振。
3、机组结构布置
因本机组为在原有旧厂房基础上的增容改造机,受原厂房结构限制,本发电机组采用无机坑布置形式,发电机直接裸露在厂房地面上,声波因无机坑屏蔽隔离就直接传送到厂房内,所以噪音比传统有机坑布置形式的发电机组大。
由现场测量的噪音数据得出加励磁后电机噪音急剧增大,表明噪音主要为电磁噪音。
通过分析发电机电磁噪音主要的由于定子绕组谐波分量过大引起,加上发电机组采用无机坑布置形式,所以噪音越明显。
4、治理措施
(1) 采用扩相带来降低谐波分量。
扩相带后并联支路数、线圈尺寸及技术数据不变,只是定子绕组接线循环序列改为:2 2 2 1 2 1 2;2 2 2 1 2 1 2--利用
计算机程序分析得KYP=0.9 397,KOPA=0.948,KOPB=0.948,KQPC=0.948,FP=100,FPF=0,谐波磁场极对数10对极上反转波下降至FPF=1.5986.由此可见基波极对数P=14附近的谐波磁场极对数反转波幅值大幅降低,从而达到降低谐波分量目的。
扩相带后绕组系数KQPA=0.948 KQPB=0.948 KQPC= 0.948较扩相带前KQPA=0.9552 KQPB=0.9552 KQPC=0.9552略有所低,但对机组的性能影响不大。
(2) 增加机座断面惯性矩来避开共振区。
增加支撑圆钢12根沿圆周均布并焊接牢固,使得机座断面惯性矩增加,从而改变定子铁心固有频率,避开共振区。
(3) 加厚加固挡风板以降低因振动引起的机械噪音。
挡风板厚度由原2 mm 改为4 mm,把紧螺栓由6xM10改为12xM10。
(4) 磁极铁心改成斜磁极结构在磁极铁心极弧两端面上加焊两块三角铁块,使得极弧表面构成斜磁极结构。
三角铁块斜边角度按定子斜槽来计算,三角铁块高度取值与磁极铁心长度一致。
通过以上改造后,发电机机组在空转状态时,离机座1 m处测量噪音56 dB;起励建压后原尖叫的电磁噪音明显降低,机座表面也没有明显的振动,离机座1 m处测量噪音65 dB;满负荷运行时离机座1m处测量噪音75 dB,机组运行情况良好。
在实际生产中,可以借用接近极数的冲片来设计生产,如谐波计算不通过,可通过扩相带接法、增加机座断面惯性矩以及极靴改成斜极结构来降低噪音,从而实现生产成本降低和生产周期缩短的双重效果。
对于已投入运行的电站若出现类似的电磁噪音问题时也可以参考上述方法来改造。
附:
形成电磁噪声原因:电磁噪声是由在时间上和空间上作变化,并由电机各部分之间作用的磁拉力引起的。
对于异步电机电磁噪声的形成的原因可以归为:(1)气隙空间的磁场是一个旋转力波,它的径向力波使定子和转子发生径向变形和周期性震动,产生了电磁噪声。
(2)气隙磁场中除了电源基波分量外,还有高次谐波分量,高次谐波的径向力波也都分别作用于定转子铁心上,使它们产生径向变形和周期震动,在一般情况下,对高次谐波来说,电动机转子刚度相对较强,定子铁心的径向变形是主要的,可能产生较大的噪声。
(3)定子铁心不同阶次谐波的变形,有不同的固有频率,当径向力波的频率与铁心的某个固有频率接近或相等时,就会引起“共振”。
在这种情况下,即使径向力的波幅不大,也会导致铁心变形、周期性震动和产生较大噪声。
(4)定子变形后引起周围空气振动,从而产生噪声。
这时,定子相当于一。