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中華人民共和國國家標準

電機噪聲測定方法//

GB 3806-81

本標準適用于臺旋轉電機在穩態運行時的噪聲測定。

按本標準所規定的方法測定電機噪聲,其精度在3分貝以內。

1./ 測定項目

(1)電機噪聲的A計權聲功率級。

(2)電機噪聲的1/1倍頻程或1/3倍頻程頻譜分析。

(3)電機噪聲的方向性指數。

2./ 測量儀器

2.1/ 儀器要求

測量儀器應采用精密聲級計或精度更高的組合聲學儀器;同時還應備有1/1倍頻程或1/3倍濾叔器。儀器符合國家*有關標準的規定。

2.2/ 儀器的檢定

測量應定期按有關標準的規定進行檢定。

2.3/ 儀器校準

測量儀器在測量前后必須用精度為0.5分貝或更高的聲級校準器進行校準。

3./ 電機的安裝要求

3.1/ 彈性安裝

對軸中心高H為400毫米及以臥式電機或電機高度的一半為400毫米及以下的立式電機,應采用彈性安裝,其彈性支撐系統的壓縮量&應符合公式(1)的要求:

式中:&--電機安裝后彈性系統的實際變形量,毫米;

n--電機的轉速,rpm;

K--材料線性系數,對乳膠海綿K=0.4;

Z--彈性系統被壓縮前的自由高度毫米。

為保證彈性墊受壓均勻,被試電機應先置于有足夠剛性的過渡板(如硬塑板、層壓板)上,然后再置于彈性墊上,電機底腳平面與水平平面的軸向傾斜角應不大于5°。

當剛性板會產生附加噪聲時,允許將電機直接置于彈性墊上。

3.2/ 剛性安裝

對軸中心高H超過400毫米的臥式電機或電機高度的一半超過400毫米的立式電機,應采用剛性安裝。此時,平臺、基礎和地基三者應剛性聯結。

安裝平臺和基礎應不產生附加噪聲或與電機共振。

國家標準總局 發布 1982年7月1日 實施

中華人民共和國*機械工業部 提出

一機部上海電器科學研究所

一機部廣州電器科學研究所

哈爾濱大電機研究所 起草

3.3/ 其他要求

測量應在有一反射的硬實地面上進行。在任何情況下,電機的底腳平面高于地平面應不超過80毫米;彈性墊的面積應不大于基準箱投影面面積的1.2倍。

4./ 電機在測定時的狀態

電機應在空載電動機狀態下進行測定,此時轉速(對交流電機,頻率應為額定值)和電壓(對具有激特性的電機除外)應保持額定值。當用靜止整流電源供電時,電源應符合有關標準的規定。

對多速電機或調速電機,應在噪聲為zui大的額定轉速下進行測定。

對轉向可逆的電機,應在噪聲較大的轉向下進行測定。

5./ 背影噪聲的修正

當測點各頻帶或計權聲級的背景噪聲低于被試電機在該點測得的噪聲值在10分貝以上時,測量值不作修正;在4～10分貝時,應按表1修正;在4分貝以下時,則測量無效。

dB 表1

注:K1--為在該測量點測量值應減去的值。

6./ 半自由場和半混響場(聲場分類見附錄1)中電機噪聲測點的配置。

6.1/ 半球面法的測點配置

本方法適用軸中心高H為225毫米及以下的臥式電機,或電機高度的一半為225毫米及以下的立式電機,電機長度1為H的3.5倍及以下的電機,測點一般為5點,其中第1至4測點的高度為250毫米,測點的配置按圖1的規定;測量半徑r按下列情況決定。

(1)對軸中心高H為80毫米及以下的臥式電機,或電機高度的一半為80毫米及以下的立式電機,測量半徑r為0.4米(圖1中R=0.31米)。第5測點一般可以取消。

(2)對軸中心高H大于80毫米,但不超過225毫米的臥式電機;或電機高度的一半大于80毫米,但不超過225毫米的立式電機,測量半徑r為1米(圖1中R=0.97米)。

圖1 半球面法電機噪聲測點配置圖

6.2/ 半橢球面法的測點配置

本方法適用于中心高H大于80毫米,但不超過225毫米的臥式電機,電機長度l大于H的3.5倍的電機,測點一般為5點,其中第1至4測點的高度為250毫米,測點與電機外殼的距離為1米,測點的配置按圖2的規定。

圖2 半橢球面法電機噪聲測點配置圖

6.3/ 等效方包絡面法的測點配置

本方法適用于軸中心高H大于225毫米的臥式電機,或電機高度的一半大于225毫米的立式電機。測點的配置按圖3和圖4的規定,水平面測點高度為軸中心高(但應不低于250毫米),與電機外殼的距離為1米。對外形尺寸較大的電機,沿圖4虛線上相鄰測點的距離應不大于1米。

圖3 等效方包絡面法電機噪聲測點配置圖

圖4 外形尺寸較大電機的噪聲測點配置圖

6.4/ 電機外形尺寸的確定

對外形比較復雜的電機,其外形尺寸應用基準箱法來確定(見附錄2),各測點與電機的距離以測點對基準箱外形的距離為準。

6.5/ 增加測點的原則

相鄰兩測點A計權聲壓級差值為5分貝及以上時,應在該兩測點間的測量面上增加測點。

6.6/ 測點與反射面的距離

任何測點與反射面的距離應不小于1米。

6.7/ 傳聲器方向的調整

當傳聲器地氣流方向而影響測量精度時,應將傳聲器移至與氣流方向成45°的位置上配置測點。

7./ 半自由場和半混響應場中電要噪聲的的測試結果計算

7.1/ 平均聲壓級的計算

電機噪聲的A計權平均聲壓級Lp應按公式(2)計算。但在所有測點中,任何相鄰測點的聲壓級之差小于5分貝時,平均聲壓級Lp可用算術平均值計算(如有異議則以公式(2)的計算結果為準)。

式中:Lp--A計權平均聲壓級,dB;

Lpi--第i點A計權聲壓級,dB;

K1i--第i點的背景噪聲修正值(按表1);

N--測點數;

K2--溫度、氣壓修正值(dB),按公式(3)計算;

式中:t--溫度,℃;

Pα--氣壓,^bar;

當t=20℃,Pα=980^bar時,K2=0,一般情況上K2可認為等于0。

K3--環境反射修正值(消聲室K3=0;半混響場中K3按附錄、4或5計算)。

7.2/ 頻帶平均聲壓級及其A計權聲壓級計算

當背景噪聲修正或環境反射2修正需按頻帶進行時,應先按(2)&127;式計算各種修正后的1/1倍頻程或

1/3/倍頻程頻帶平均聲壓級Lpf,然后按(4)式計算A計權平均聲壓級。

式中:Lp--總的A計權平均聲壓級,dB(A);

Lpf--第f個頻帶平均聲壓級,dB;

KAf--頻帶聲壓級A計權修正值(按表2);

M--頻帶數

注:計算頻帶平均聲壓pf ,按(2)式進行,但公式中的Lp、Lpi應分別用Lpf和Lpfi來代換。

表2

＊為1/1倍頻程頻帶中心頻率。

7.3/ 環境反射修正值計算

當電機噪聲測定不在自由場或混響應場進行時,對測試結果應作環境反射修正。環境反射修正值K3應根據現場情況按附錄3、4或5計算。

7.4/ 聲功率級的計算

電機噪聲的A計聲功率級應按公式(5)計算:

式中:LW--A計權聲功率級,dB(A);

Lp--按(2)式或(4)式計算的A計權平均聲壓級,dB(A);

S0--基準面積,為1m2;

S--測量面面積(m2),按6.1、6.2和6.3款要求,按公式(6)、(7)和(8)計算。

半球面測量面面積為:

式中:r--測量半徑(m),按6.1款規定,r分別為0.4米和1米,所以10lgS/S0分別為0和8分貝。

半橢球測量面面積為:

式中:a=1-2l1+d(m);

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

c=l3+d(m);

l1、l2、l3分別為基準箱的長、寬、高:d為測量距離(m)等效方包絡面面積為:

注:計算頻帶聲功率級Lmf時,按公式(5)進行,但公式中的Lw應改換為Lwf,Lp應改換為Lpf。

8./ 混響室中電機噪聲測點的配置

8.1/ 混響室的選用和聲源要求

在混向室測定電機的噪聲時,混響室應符合有關標準的規定,其容積大于200m3電機體積應小于混響室容積的1%。

8.2/ 測點的配置

被試電機應置于混響室內的一處或移動數處,電機表面離墻壁的距離應不少于1.5m。測點與墻面和天花板的距離應不小于1m,與聲源的距離應不小于0.08V/T(V為以立方米計算的混響室的容積,T為以秒計算的混響時間)測點數應不少于3點,其相互間的距離應不小于λ/2(λ為測量范圍內zui低有效頻率的波長)。

對于噪聲譜有突出純音成分或窄頻帶成分的電機,不采用混響應室法作測定。

9./ 混響室中噪聲的測試結果計算

在混響室內測定時,電機的聲功率級可用直接法或比較法計算。

9.1/直接法

用直接法時,頻帶聲功率級按公式(9)計算:

式中: Lwf--頻帶聲功率級dB(A);

Lpf--頻帶平均聲壓級(dB)按(2)式計算,但不包括K3;

T--混響室的混響時間(s),T0=1(s);

V--混響室的容積(m3),V0=1m3;

λ--與T相應的中心頻率波長(m);

S--混響室的全部表面積(m2);

Pα--大氣壓力(^bar);

KAf--頻帶聲壓級A計權修正值(按表2)。

A計權聲功率級按公式(10)計算:

式中:Lw--A計權聲功率級,dB(A);

Lwf--第f個頻帶A計權聲功率級,dB(A);

M--頻帶數。

9.2/ 比較法

用比較法時,A計權頻帶聲功率級按公式(11)計算:

式中:Lwf--A計權頻帶聲功率級,dB(A);

Lwrf--標準聲源A計權頻帶聲功率級標準值,dB(A);

Lprf--標準聲源在混響室中測得的平均A計權頻帶聲壓級,dB(A);

Lpf--在混響室中測得的電機半島地權頻帶聲壓級,dB(A)。

由(11)式算出A計權頻帶聲功率級Lwf后,應按(10)式計算A計權聲功率級。當被試電機無突出頻率成分時,可直接按(11)式計算A計權聲功率級。

10./ 電機噪聲方向性指數的確定

在半自由聲中,當電機測量面上某方向的聲壓級為Lp,該測量面上的平均聲壓級為Lp,則電機噪聲的方向性指數G為:

在全自由場中,電機噪聲的方向性指數G為:

11./ 試驗報告

試驗報告應包括以下內容:

試驗報告中應有被試電機型號、額定功率、額定轉速、安裝測試條件、環境條件說明、軸承類型、電機外形尺寸、電機制造廠名、產品編號、測點配置圖、測量儀器型號、測量者、測量時間和地點等內容記錄。

通過測試數據處理,給出A計權聲壓級(測試距離)和A&127;計權聲功率級以及有關的頻譜分析圖。在有要求時還應提供電機噪聲的方向性指數。

附錄1聲場分類/

本標準中的聲場類別,按下表確定。表中衰減值為點聲源倍增距離聲壓級衰減值。

＊自由場包括全自由場和半自由場,半自由場為一個反射面上的自由場。

附錄2基準箱定義/

基準箱是為了在電機噪聲測試中,確定電機外形尺寸的一種方法。它是環繞電機周圍的zui小直角六面體(包括反射平面的一面)。對于形狀不規則的電機,如果突出部分為不可忽視的發聲部分,則電機的外形尺寸應按該部分的外形尺寸確定(如圖1)。如突出部分為可忽略的發聲部分,則在確定電機外形尺寸時,部分不予考慮(如圖2)。

圖1、圖2中,由虛線部分的尺寸所決定的箱體稱為基準箱。噪聲的測試距離應按對基準箱的距離計算。

圖2 基準箱外形尺寸的確定

附錄3標準聲源修正法/

在用標準聲源對環境進行修正的幾種方法(替代法、頂置法、并列法、旁置法)中,本*用替代法。按第7條進行測試時,環境反射修正值K3按下式計算:

K3=Lwr-Lwr0

式中:Lwr--標準聲源在電機測試環境中濁得的A計權聲功率級或頻帶平均聲壓級,dB(A);

Lwro--標準聲源在消聲室標定的A計權聲功率級或頻帶平均聲壓級,dB(A)。

一般情況下,K3應按頻帶平均聲壓級修正,然后再按7.2款中公式(4)計算A計權平均聲壓級。

附錄4混響時間法/

在半混響場中,測得場所混時間后,環境反射修正值K3應按下式計算:

式中: S--測量面面積(m2);

A--場所的吸聲量(m2),且A=0.16V/T。

式中: V--場所體積(m3);

T--所測得的場所混響時間(s)。

由于混響時間T與頻率有關,做K3是頻帶修正值。

當場所體積無法直接測量時,可用標準聲源法的已知修正值,再按上式反算場所的體積。

附錄5多表面法/

當測試場所足夠大時,采用增加測量面的多表面法進行環境的反射修正。對于按第6條所規定的測量面S1上(如圖3)的修正值K3,應按下列程序計算:

1./ 先求得各測試面間的平均聲級差

S2面與S1面的平均聲級差。

S3面與S1面的平均聲級差

式中:

Lp1、Lp2、Lp3分別為主測試面S1和輔助測試面S2和S3上的相應平均聲級。

2./按(3)式、(4)式求得兩個修正系數

式中S1、S2、S3分別為各測試面面積(m2);

3./確定測試面S1上的環境反射修正值K3

取K(2)、K(3)兩者值中的zui小值為S1面上的環境反射修正值K3.

在選擇輔助測試面時,應保證△L(2)、△L(3)都大于2dB,且任何測試面上的測點離反射面的zui小距離不小于1m。

圖3 采用多表面法求取K3的示意圖