發電機的主要噪聲源是怎么產生的

發電機的主要噪聲源是怎么產生的
發電機的主要噪聲源有通風噪聲、電磁噪聲和機械噪聲。
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1．通風噪聲
通風噪聲包括風扇或其他通風設備以及轉子旋轉形成的氣體渦流噪聲，風扇旋轉使冷卻氣體周期
性脈動或氣體沖擊障礙物而產生的單頻噪聲，風路中薄壁零件諧振或回路設計不合理產生的“笛聲”。
2．電磁噪聲
電磁噪聲是由發電機氣隙中定、轉子磁場相互作用產生隨時間和空間變化的徑向力，使定子鐵心和機座隨時間周期性變形而引起振動，產生噪聲。
（1）徑向電磁力波
設b（θ，t）為氣隙中距坐標軸線圓周θ的某一點在時間t的氣隙磁通密度瞬時值，μ0為空氣磁導率，則在該點作用于定子鐵心單位表面積上的徑向力瞬時值為
由于b（θ，t）表示為一系列正弦分布的旋轉磁場，故徑向力也可表示為各種不同階次m和角頻率ω的旋轉力波的合成，即
徑向力波的階次m確定了發電機定子徑向振動的振型，m＝0時，徑向力與空間坐標無關，但隨時間周期性變化；m＝1時，相當于受周期性變化的單邊磁拉力作用；m＝2時，正弦分布力波導致定子產生橢圓形的周期性變形；m＞2時，導致產生多邊形的周期性變形。
徑向力波的階次越低，鐵心產生彎曲變形的相鄰兩支點間距離越長，徑向變形也越大。定子鐵心變形量約與力波階次m的4次方成反比，與力波幅值成正比，故幅值較大的低階次徑向力波是引起電磁噪聲的主要根源。此外，應特別注意的是，當徑向力波頻率與定子鐵心和機座的固有振動頻率接近甚至相同時，會發生共振，這時鐵心振動及輻射噪聲將大大增加。
（2）基波磁場產生的電磁噪聲
氣隙磁通密度幅值為bδ的p對極基波磁場產生的徑向力波階次m＝2p，頻率為f1（f1為產生磁場的電流即電源頻率），力波幅值與bδ2成正比，即基波磁場可產生兩倍于電流頻率的振動噪聲。對四級以上的發電機，基波磁場產生的力波階次m＞4，鐵心變形量將是微小的，故倍頻噪聲常見于兩級發電機。
（3）諧波磁場產生的電磁噪聲
發電機氣隙磁場中含有一系列定子磁場諧波和一系列轉子磁場諧波。由某次定子諧波磁場和另一次轉子諧波磁場相互作用可能產生較低階次的力波，從而產生較大的電磁噪聲。設轉子ha次諧波磁場是由定子va次諧波磁場感應產生的，則μb次磁場與μa次磁場作用產生的一對徑向力波階次為
｜va＋μb｜和｜vb＋μa｜
它們引起的定子振動及產生的噪聲頻率分別為
式中 s——運行轉差率。
對槽數為qr的籠型異步電動機，其產生的噪聲頻率可分別由下式計算
其中 k2＝±1,±2,..
由定子和轉子諧波磁場相互作用產生的力波階次m＝vb±μa。為較小的整數時，將會產生較強的電磁噪聲。
3．機械噪聲
發電機的機械噪聲包括由轉子機械不平衡引起的離心力所產生的機械振動和噪聲，軸承振動噪聲，電刷集電環或換向器滑動接觸噪聲，受軸承振動激發的端蓋軸向振動噪聲。


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