中华人民共和国国家标准

电机噪声测定方法

GB 3806-81

本标准适用于台旋转电机在稳态运行时的噪声测定。

按本标准所规定的方法测定电机噪声,其精度在3分贝以内。

1. 测定项目

(1)电机噪声的A计权声功率级。

(2)电机噪声的1/1倍频程或1/3倍频程频谱分析。

(3)电机噪声的方向性指数。

2. 测量仪器

2.1 仪器要求

测量仪器应采用精密声级计或精度更高的组合声学仪器;同时还应备有1/1倍频程或1/3倍滤叔器。仪器符合国家计量局有关标准的规定。

2.2 仪器的检定

测量应定期按有关标准的规定进行检定。

2.3 仪器校准

测量仪器在测量前后必须用精度为0.5分贝或更高的声级校准器进行校准。

3. 电机的安装要求

3.1 弹性安装

对轴中心高H为400毫米及以卧式电机或电机高度的一半为400毫米及以下的立式电机,应采用弹性安装,其弹性支撑系统的压缩量&应符合公式(1)的要求:

式中:&－－电机安装后弹性系统的实际变形量,毫米;

n－－电机的转速,rpm;

K－－材料线性系数,对乳胶海绵K=0.4;

Z－－弹性系统被压缩前的自由高度毫米。

为保证弹性垫受压均匀,被试电机应先置于有足够刚性的过渡板(如硬塑板、层压板)上,然后再置于弹性垫上,电机底脚平面与水平平面的轴向倾斜角应不大于5°。

当刚性板会产生附加噪声时,允许将电机直接置于弹性垫上。

3.2 刚性安装

对轴中心高H超过400毫米的卧式电机或电机高度的一半超过400毫米的立式电机,应采用刚性安装。此时,平台、基础和地基三者应刚性联结。

安装平台和基础应不产生附加噪声或与电机共振。

国家标准总局 发布 1982年7月1日 实施

中华人民共和国第一机械工业部 提出

一机部上海电器科学研究所

一机部广州电器科学研究所

哈尔滨大电机研究所 起草

3.3 其他要求

测量应在有一反射的硬实地面上进行。在任何情况下,电机的底脚平面高于地平面应不超过80毫米;弹性垫的面积应不大于基准箱投影面面积的1.2倍。

4. 电机在测定时的状态

电机应在空载电动机状态下进行测定,此时转速(对交流电机,频率应为额定值)和电压(对具有激特性的电机除外)应保持额定值。当用静止整流电源供电时,电源应符合有关标准的规定。

对多速电机或调速电机,应在噪声为最大的额定转速下进行测定。

对转向可逆的电机,应在噪声较大的转向下进行测定。

5. 背影噪声的修正

当测点各频带或计权声级的背景噪声低于被试电机在该点测得的噪声值在10分贝以上时,测量值不作修正;在4～10分贝时,应按表1修正;在4分贝以下时,则测量无效。

　

dB 表1

注:K1－－为在该测量点测量值应减去的值。

6. 半自由场和半混响场(声场分类见附录1)中电机噪声测点的配置。

6.1 半球面法的测点配置

本方法适用轴中心高H为225毫米及以下的卧式电机,或电机高度的一半为225毫米及以下的立式电机,电机长度1为H的3.5倍及以下的电机,测点一般为5点,其中第1至4测点的高度为250毫米,测点的配置按图1的规定;测量半径r按下列情况决定。

(1)对轴中心高H为80毫米及以下的卧式电机,或电机高度的一半为80毫米及以下的立式电机,测量半径r为0.4米(图1中R=0.31米)。第5测点一般可以取消。

(2)对轴中心高H大于80毫米,但不超过225毫米的卧式电机;或电机高度的一半大于80毫米,但不超过225毫米的立式电机,测量半径r为1米(图1中R=0.97米)。

图1 半球面法电机噪声测点配置图

6.2 半椭球面法的测点配置

本方法适用于中心高H大于80毫米,但不超过225毫米的卧式电机,电机长度l大于H的3.5倍的电机,测点一般为5点,其中第1至4测点的高度为250毫米,测点与电机外壳的距离为1米,测点的配置按图2的规定。

图2 半椭球面法电机噪声测点配置图

6.3 等效方包络面法的测点配置

本方法适用于轴中心高H大于225毫米的卧式电机,或电机高度的一半大于225毫米的立式电机。测点的配置按图3和图4的规定,水平面测点高度为轴中心高(但应不低于250毫米),与电机外壳的距离为1米。对外形尺寸较大的电机,沿图4虚线上相邻测点的距离应不大于1米。

图3 等效方包络面法电机噪声测点配置图

图4 外形尺寸较大电机的噪声测点配置图

6.4 电机外形尺寸的确定

对外形比较复杂的电机,其外形尺寸应用基准箱法来确定(见附录2),各测点与电机的距离以测点对基准箱外形的距离为准。

6.5 增加测点的原则

相邻两测点A计权声压级差值为5分贝及以上时,应在该两测点间的测量面上增加测点。

6.6 测点与反射面的距离

任何测点与反射面的距离应不小于1米。

6.7 传声器方向的调整

当传声器地气流方向而影响测量精度时,应将传声器移至与气流方向成45°的位置上配置测点。

7. 半自由场和半混响应场中电要噪声的的测试结果计算

7.1 平均声压级的计算

电机噪声的A计权平均声压级Lp应按公式(2)计算。但在所有测点中,任何相邻测点的声压级之差小于5分贝时,平均声压级Lp可用算术平均值计算(如有异议则以公式(2)的计算结果为准)。

式中:Lp－－A计权平均声压级,dB;

Lpi－－第i点A计权声压级,dB;

K1i－－第i点的背景噪声修正值(按表1);

N－－测点数;

K2－－温度、气压修正值(dB),按公式(3)计算;

式中:t－－温度,℃;

Pα－－气压,^bar;

当t=20℃,Pα=980^bar时,K2=0,一般情况上K2可认为等于0。

K3－－环境反射修正值(消声室K3=0;半混响场中K3按附录、4或5计算)。

7.2 频带平均声压级及其A计权声压级计算

当背景噪声修正或环境反射2修正需按频带进行时,应先按(2)&127;式计算各种修正后的1/1倍频程或

1/3倍频程频带平均声压级Lpf,然后按(4)式计算A计权平均声压级。

式中:Lp－－总的A计权平均声压级,dB(A);

Lpf－－第f个频带平均声压级,dB;

KAf－－频带声压级A计权修正值(按表2);

M－－频带数

注:计算频带平均声压pf ,按(2)式进行,但公式中的Lp、Lpi应分别用Lpf和Lpfi来代换。

表2

＊为1/1倍频程频带中心频率。

7.3 环境反射修正值计算

当电机噪声测定不在自由场或混响应场进行时,对测试结果应作环境反射修正。环境反射修正值K3应根据现场情况按附录3、4或5计算。

7.4 声功率级的计算

电机噪声的A计声功率级应按公式(5)计算:

式中:LW－－A计权声功率级,dB(A);

Lp－－按(2)式或(4)式计算的A计权平均声压级,dB(A);

S0－－基准面积,为1m2;

S－－测量面面积(m2),按6.1、6.2和6.3款要求,按公式(6)、(7)和(8)计算。

半球面测量面面积为:

式中:r－－测量半径(m),按6.1款规定,r分别为0.4米和1米,所以10lgS/S0分别为0和8分贝。

半椭球测量面面积为:

式中:a=1-2l1+d(m);

b=1-2l2+d(m);

c=l3+d(m);

l1、l2、l3分别为基准箱的长、宽、高:d为测量距离(m)等效方包络面面积为:

注:计算频带声功率级Lmf时,按公式(5)进行,但公式中的Lw应改换为Lwf,Lp应改换为Lpf。

8. 混响室中电机噪声测点的配置

8.1 混响室的选用和声源要求

在混向室测定电机的噪声时,混响室应符合有关标准的规定,其容积大于200m3电机体积应小于混响室容积的1%。

8.2 测点的配置

被试电机应置于混响室内的一处或移动数处,电机表面离墙壁的距离应不少于1.5m。测点与墙面和天花板的距离应不小于1m,与声源的距离应不小于0.08V/T(V为以立方米计算的混响室的容积,T为以秒计算的混响时间)测点数应不少于3点,其相互间的距离应不小于λ/2(λ为测量范围内最低有效频率的波长)。

对于噪声谱有突出纯音成分或窄频带成分的电机,不采用混响应室法作测定。

9. 混响室中噪声的测试结果计算

在混响室内测定时,电机的声功率级可用直接法或比较法计算。

9.1直接法

用直接法时,频带声功率级按公式(9)计算:

式中: Lwf－－频带声功率级dB(A);

Lpf－－频带平均声压级(dB)按(2)式计算,但不包括K3;

T－－混响室的混响时间(s),T0=1(s);

V－－混响室的容积(m3),V0=1m3;

λ－－与T相应的中心频率波长(m);

S－－混响室的全部表面积(m2);

Pα－－大气压力(^bar);

KAf－－频带声压级A计权修正值(按表2)。

A计权声功率级按公式(10)计算:

式中:Lw－－A计权声功率级,dB(A);

Lwf－－第f个频带A计权声功率级,dB(A);

M－－频带数。

9.2 比较法

用比较法时,A计权频带声功率级按公式(11)计算:

式中:Lwf－－A计权频带声功率级,dB(A);

Lwrf－－标准声源A计权频带声功率级标准值,dB(A);

Lprf－－标准声源在混响室中测得的平均A计权频带声压级,dB(A);

Lpf－－在混响室中测得的电机半岛地权频带声压级,dB(A)。

由(11)式算出A计权频带声功率级Lwf后,应按(10)式计算A计权声功率级。当被试电机无突出频率成分时,可直接按(11)式计算A计权声功率级。

10. 电机噪声方向性指数的确定

在半自由声中,当电机测量面上某方向的声压级为Lp,该测量面上的平均声压级为Lp,则电机噪声的方向性指数G为:

在全自由场中,电机噪声的方向性指数G为:

11. 试验报告

试验报告应包括以下内容:

试验报告中应有被试电机型号、额定功率、额定转速、安装测试条件、环境条件说明、轴承类型、电机外形尺寸、电机制造厂名、产品编号、测点配置图、测量仪器型号、测量者、测量时间和地点等内容记录。

通过测试数据处理,给出A计权声压级(测试距离)和A&127;计权声功率级以及有关的频谱分析图。在有要求时还应提供电机噪声的方向性指数。

附录1声场分类

本标准中的声场类别,按下表确定。表中衰减值为点声源倍增距离声压级衰减值。

＊自由场包括全自由场和半自由场,半自由场为一个反射面上的自由场。

附录2基准箱定义

基准箱是为了在电机噪声测试中,确定电机外形尺寸的一种方法。它是环绕电机周围的最小直角六面体(包括反射平面的一面)。对于形状不规则的电机,如果突出部分为不可忽视的发声部分,则电机的外形尺寸应按该部分的外形尺寸确定(如图1)。如突出部分为可忽略的发声部分,则在确定电机外形尺寸时,部分不予考虑(如图2)。

图1、图2中,由虚线部分的尺寸所决定的箱体称为基准箱。噪声的测试距离应按对基准箱的距离计算。

图2 基准箱外形尺寸的确定

附录3标准声源修正法

在用标准声源对环境进行修正的几种方法(替代法、顶置法、并列法、旁置法)中,本推荐用替代法。按第7条进行测试时,环境反射修正值K3按下式计算:

K3=Lwr-Lwr0

式中:Lwr－－标准声源在电机测试环境中浊得的A计权声功率级或频带平均声压级,dB(A);

Lwro－－标准声源在消声室标定的A计权声功率级或频带平均声压级,dB(A)。

一般情况下,K3应按频带平均声压级修正,然后再按7.2款中公式(4)计算A计权平均声压级。

附录4混响时间法

在半混响场中,测得场所混时间后,环境反射修正值K3应按下式计算:

式中: S－－测量面面积(m2);

A－－场所的吸声量(m2),且A=0.16V/T。

式中: V－－场所体积(m3);

T－－所测得的场所混响时间(s)。

由于混响时间T与频率有关,做K3是频带修正值。

当场所体积无法直接测量时,可用标准声源法的已知修正值,再按上式反算场所的体积。

附录5多表面法

当测试场所足够大时,采用增加测量面的多表面法进行环境的反射修正。对于按第6条所规定的测量面S1上(如图3)的修正值K3,应按下列程序计算:

1. 先求得各测试面间的平均声级差

S2面与S1面的平均声级差。

S3面与S1面的平均声级差

式中:

Lp1、Lp2、Lp3分别为主测试面S1和辅助测试面S2和S3上的相应平均声级。

2.按(3)式、(4)式求得两个修正系数

式中S1、S2、S3分别为各测试面面积(m2);

3.确定测试面S1上的环境反射修正值K3

取K(2)、K(3)两者绝对值中的最小值为S1面上的环境反射修正值K3.

在选择辅助测试面时,应保证△L(2)、△L(3)都大于2dB,且任何测试面上的测点离反射面的最小距离不小于1m。