静音柴油发电机的噪声降低技术

柴油发电机不同的噪音是由不同部位、不同零件产生的,所以通过分析发电机噪音产生的机理,采取针对性的措施来降低发电机噪音。

1、电磁噪音的降低

(1)定转子槽数的配合:对发电机振动和噪音起主要作用的是振动阶数较低、幅值较大的力波,高阶数或磁场幅值部分串联匝数是Y的3时,那么K为奇数时, Fmv=0,这样就消除了这些次谐波的影响。

并且此时的绕组分布系数比普通三相60° 相带绕组高,又气隙磁密与绕组系数成反比,所以这样既可以消除某些谐波,又可以减小气隙磁密 ,从而降低噪声。在对一台 11kW发电机进行正弦绕组和普通绕组的对比试验,结果如表3。谐波可以不用考虑，而定转子槽数与电磁力波的阶次n呈线性关系:n={K ZK Z1 11 1++K ZK Z2 22 2+2P} , f = kf1 ZP2式中,n为气隙中主要力波系数;Z1、Z2 为定转子槽数;f、f1为力波频率;P为极对数;K=0,1,2⋯ ;K1、K2=± 1,± 2,± 3⋯不同槽数配合的发电机将产生不同阶次的力波,为使力波n≠ 0、1、2、3,必要时n≠4、5,故要选择适当的定转子槽数,以132S4为样机进行不同槽配合对比试验(表1),结果证明采用36/28槽配合时,发电机的噪音明显低于其他2种槽(36/32和36/33)配合,这与理论分析相吻合。同时还要考虑力波频率和定子固有频率,以避免引起共振。

表 1 不同槽配合的发电机噪音测试结果

表 2 斜槽降低电磁噪音的试验对比

表 3 两种绕组对噪音影响的对比试验

(2)采用斜槽:表2显示在槽配合为36/33时,不管空载还是负载状态下,斜一个定子槽距的电磁噪音明显低于直槽。这是由于定子或转子采用斜槽能有效地削弱谐波磁场引起的附加转矩和电磁噪音,所以发电机转子往往采用斜槽,而且对发电机其他性能影响很小,但会使径向力沿轴向长度相位不同,产生了扭转力矩,导致铁心扭转振动,产生噪音[7]。在小型发电机中这种影响可以忽略不计,在大型发电机中通常分为2段的双斜槽转子,以减少产生的扭转振动。

(3)增大发电机气隙:发电机气隙的大小对电磁噪音的影响为:

 L1为L2 =10 lg (δ1/ δ2 )4；

L为发电机电磁噪音； δ 为发电机气隙长度。

定转子间气隙长度δ 增大,气隙磁道降低,可降低气隙谐波磁通密度,由于声功率近似与振幅平方成正比,振动幅值和径向力成正比,径向力与气隙磁密平方成正比,磁通密度与气隙δ 成反比。因此,增大气隙长度可降低电磁噪音,但会使发电机的功率系数降低,空载电流增大,基本损耗增加,需综合考虑。

(4)合适的绕组:选择合适的定子绕组节距和短距线圈可降低磁动势波形中的谐波含量和力波幅值。如采用正弦绕组“△ Y”串线方式,同时Y绕组在空间排列上滞后“△ ”部分30° 的空间角度,那么“Y”部分的电流值 :

 IY =3I∆

且“Y”部分的电流在时间相位上滞后 “△ ”部分30° ,所以正弦绕组的v次谐波磁动势幅值为 :Fmv = Fmv (∆)+(−1)absK( ) Fmv (y)当△ 和Y两部分每极每相槽数相等。

2、静音发电机组的动力噪音的降低

(1)根据发电机的性质、规格和使用环境严格选择发电机转子的平衡精度,减少转子铁芯偏心产生的噪音。

(2)提高轴承及其他部件的质量,包括轴承、滑环和换向器的圆度、光洁度,刚性适中的轴承,硬度刚好的电刷材料。

(3)在装配轴承前,应对轴承进行清洗和消磁,并涂抹相应型号的润滑油,装配时采用热胀法。

3、静音发电机组的通风噪音的降低[

(1)风扇的设计:风叶采用奇数叶片,最好采用不等分的叶片间距;风叶采用后倾式,并用圆角过渡 ;合理选择叶片形状 ;风扇外径与端盖间的距离为风扇外径的

10%～15%;风扇应具有良好的动平衡。

(2)风路的设计:合理设计风路系统,降低空气阻尼;改变风道方向时,采用大的半径;风道截面积应逐渐变化。

(3)加装消声器或隔声罩,并增大端盖和罩子的动态刚度。