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中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

電機(jī)噪聲測(cè)定方法//

GB 3806-81

本標(biāo)準(zhǔn)適用于臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的噪聲測(cè)定。

按本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的方法測(cè)定電機(jī)噪聲,其精度在3分貝以內(nèi)。

1./ 測(cè)定項(xiàng)目

(1)電機(jī)噪聲的A計(jì)權(quán)聲功率級(jí)。

(2)電機(jī)噪聲的1/1倍頻程或1/3倍頻程頻譜分析。

(3)電機(jī)噪聲的方向性指數(shù)。

2./ 測(cè)量?jī)x器

2.1/ 儀器要求

測(cè)量?jī)x器應(yīng)采用精密聲級(jí)計(jì)或精度更高的組合聲學(xué)儀器;同時(shí)還應(yīng)備有1/1倍頻程或1/3倍濾叔器。儀器符合國(guó)家*有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2.2/ 儀器的檢定

測(cè)量應(yīng)定期按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行檢定。

2.3/ 儀器校準(zhǔn)

測(cè)量?jī)x器在測(cè)量前后必須用精度為0.5分貝或更高的聲級(jí)校準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)。

3./ 電機(jī)的安裝要求

3.1/ 彈性安裝

對(duì)軸中心高H為400毫米及以臥式電機(jī)或電機(jī)高度的一半為400毫米及以下的立式電機(jī),應(yīng)采用彈性安裝,其彈性支撐系統(tǒng)的壓縮量&應(yīng)符合公式(1)的要求:

式中:&--電機(jī)安裝后彈性系統(tǒng)的實(shí)際變形量,毫米;

n--電機(jī)的轉(zhuǎn)速,rpm;

K--材料線性系數(shù),對(duì)乳膠海綿K=0.4;

Z--彈性系統(tǒng)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(jī)應(yīng)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(jī)底腳平面與水平平面的軸向傾斜角應(yīng)不大于5°。

當(dāng)剛性板會(huì)產(chǎn)生附加噪聲時(shí),允許將電機(jī)直接置于彈性墊上。

3.2/ 剛性安裝

對(duì)軸中心高H超過400毫米的臥式電機(jī)或電機(jī)高度的一半超過400毫米的立式電機(jī),應(yīng)采用剛性安裝。此時(shí),平臺(tái)、基礎(chǔ)和地基三者應(yīng)剛性聯(lián)結(jié)。

安裝平臺(tái)和基礎(chǔ)應(yīng)不產(chǎn)生附加噪聲或與電機(jī)共振。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總局 發(fā)布 1982年7月1日 實(shí)施

中華人民共和國(guó)*機(jī)械工業(yè)部 提出

一機(jī)部上海電器科學(xué)研究所

一機(jī)部廣州電器科學(xué)研究所

哈爾濱大電機(jī)研究所 起草

3.3/ 其他要求

測(cè)量應(yīng)在有一反射的硬實(shí)地面上進(jìn)行。在任何情況下,電機(jī)的底腳平面高于地平面應(yīng)不超過80毫米;彈性墊的面積應(yīng)不大于基準(zhǔn)箱投影面面積的1.2倍。

4./ 電機(jī)在測(cè)定時(shí)的狀態(tài)

電機(jī)應(yīng)在空載電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)定,此時(shí)轉(zhuǎn)速(對(duì)交流電機(jī),頻率應(yīng)為額定值)和電壓(對(duì)具有激特性的電機(jī)除外)應(yīng)保持額定值。當(dāng)用靜止整流電源供電時(shí),電源應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

對(duì)多速電機(jī)或調(diào)速電機(jī),應(yīng)在噪聲為zui大的額定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行測(cè)定。

對(duì)轉(zhuǎn)向可逆的電機(jī),應(yīng)在噪聲較大的轉(zhuǎn)向下進(jìn)行測(cè)定。

5./ 背影噪聲的修正

當(dāng)測(cè)點(diǎn)各頻帶或計(jì)權(quán)聲級(jí)的背景噪聲低于被試電機(jī)在該點(diǎn)測(cè)得的噪聲值在10分貝以上時(shí),測(cè)量值不作修正;在4～10分貝時(shí),應(yīng)按表1修正;在4分貝以下時(shí),則測(cè)量無效。

dB 表1

注:K1--為在該測(cè)量點(diǎn)測(cè)量值應(yīng)減去的值。

6./ 半自由場(chǎng)和半混響場(chǎng)(聲場(chǎng)分類見附錄1)中電機(jī)噪聲測(cè)點(diǎn)的配置。

6.1/ 半球面法的測(cè)點(diǎn)配置

本方法適用軸中心高H為225毫米及以下的臥式電機(jī),或電機(jī)高度的一半為225毫米及以下的立式電機(jī),電機(jī)長(zhǎng)度1為H的3.5倍及以下的電機(jī),測(cè)點(diǎn)一般為5點(diǎn),其中第1至4測(cè)點(diǎn)的高度為250毫米,測(cè)點(diǎn)的配置按圖1的規(guī)定;測(cè)量半徑r按下列情況決定。

(1)對(duì)軸中心高H為80毫米及以下的臥式電機(jī),或電機(jī)高度的一半為80毫米及以下的立式電機(jī),測(cè)量半徑r為0.4米(圖1中R=0.31米)。第5測(cè)點(diǎn)一般可以取消。

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

圖1 半球面法電機(jī)噪聲測(cè)點(diǎn)配置圖

6.2/ 半橢球面法的測(cè)點(diǎn)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(jī),電機(jī)長(zhǎng)度l大于H的3.5倍的電機(jī),測(cè)點(diǎn)一般為5點(diǎn),其中第1至4測(cè)點(diǎn)的高度為250毫米,測(cè)點(diǎn)與電機(jī)外殼的距離為1米,測(cè)點(diǎn)的配置按圖2的規(guī)定。

圖2 半橢球面法電機(jī)噪聲測(cè)點(diǎn)配置圖

6.3/ 等效方包絡(luò)面法的測(cè)點(diǎn)配置

本方法適用于軸中心高H大于225毫米的臥式電機(jī),或電機(jī)高度的一半大于225毫米的立式電機(jī)。測(cè)點(diǎn)的配置按圖3和圖4的規(guī)定,水平面測(cè)點(diǎn)高度為軸中心高(但應(yīng)不低于250毫米),與電機(jī)外殼的距離為1米。對(duì)外形尺寸較大的電機(jī),沿圖4虛線上相鄰測(cè)點(diǎn)的距離應(yīng)不大于1米。

圖3 等效方包絡(luò)面法電機(jī)噪聲測(cè)點(diǎn)配置圖

圖4 外形尺寸較大電機(jī)的噪聲測(cè)點(diǎn)配置圖

6.4/ 電機(jī)外形尺寸的確定

對(duì)外形比較復(fù)雜的電機(jī),其外形尺寸應(yīng)用基準(zhǔn)箱法來確定(見附錄2),各測(cè)點(diǎn)與電機(jī)的距離以測(cè)點(diǎn)對(duì)基準(zhǔn)箱外形的距離為準(zhǔn)。

6.5/ 增加測(cè)點(diǎn)的原則

相鄰兩測(cè)點(diǎn)A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)差值為5分貝及以上時(shí),應(yīng)在該兩測(cè)點(diǎn)間的測(cè)量面上增加測(cè)點(diǎn)。

6.6/ 測(cè)點(diǎn)與反射面的距離

任何測(cè)點(diǎn)與反射面的距離應(yīng)不小于1米。

6.7/ 傳聲器方向的調(diào)整

當(dāng)傳聲器地氣流方向而影響測(cè)量精度時(shí),應(yīng)將傳聲器移至與氣流方向成45°的位置上配置測(cè)點(diǎn)。

7./ 半自由場(chǎng)和半混響應(yīng)場(chǎng)中電要噪聲的的測(cè)試結(jié)果計(jì)算

7.1/ 平均聲壓級(jí)的計(jì)算

電機(jī)噪聲的A計(jì)權(quán)平均聲壓級(jí)Lp應(yīng)按公式(2)計(jì)算。但在所有測(cè)點(diǎn)中,任何相鄰測(cè)點(diǎn)的聲壓級(jí)之差小于5分貝時(shí),平均聲壓級(jí)Lp可用算術(shù)平均值計(jì)算(如有異議則以公式(2)的計(jì)算結(jié)果為準(zhǔn))。

式中:Lp--A計(jì)權(quán)平均聲壓級(jí),dB;

Lpi--第i點(diǎn)A計(jì)權(quán)聲壓級(jí),dB;

K1i--第i點(diǎn)的背景噪聲修正值(按表1);

N--測(cè)點(diǎn)數(shù);

K2--溫度、氣壓修正值(dB),按公式(3)計(jì)算;

式中:t--溫度,℃;

Pα--氣壓,^bar;

當(dāng)t=20℃,Pα=980^bar時(shí),K2=0,一般情況上K2可認(rèn)為等于0。

K3--環(huán)境反射修正值(消聲室K3=0;半混響場(chǎng)中K3按附錄、4或5計(jì)算)。

7.2/ 頻帶平均聲壓級(jí)及其A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)計(jì)算

當(dāng)背景噪聲修正或環(huán)境反射2修正需按頻帶進(jìn)行時(shí),應(yīng)先按(2)&127;式計(jì)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(jí)Lpf,然后按(4)式計(jì)算A計(jì)權(quán)平均聲壓級(jí)。

式中:Lp--總的A計(jì)權(quán)平均聲壓級(jí),dB(A);

Lpf--第f個(gè)頻帶平均聲壓級(jí),dB;

KAf--頻帶聲壓級(jí)A計(jì)權(quán)修正值(按表2);

M--頻帶數(shù)

注:計(jì)算頻帶平均聲壓pf ,按(2)式進(jìn)行,但公式中的Lp、Lpi應(yīng)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(huán)境反射修正值計(jì)算

當(dāng)電機(jī)噪聲測(cè)定不在自由場(chǎng)或混響應(yīng)場(chǎng)進(jìn)行時(shí),對(duì)測(cè)試結(jié)果應(yīng)作環(huán)境反射修正。環(huán)境反射修正值K3應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況按附錄3、4或5計(jì)算。

7.4/ 聲功率級(jí)的計(jì)算

電機(jī)噪聲的A計(jì)聲功率級(jí)應(yīng)按公式(5)計(jì)算:

式中:LW--A計(jì)權(quán)聲功率級(jí),dB(A);

Lp--按(2)式或(4)式計(jì)算的A計(jì)權(quán)平均聲壓級(jí),dB(A);

S0--基準(zhǔn)面積,為1m2;

S--測(cè)量面面積(m2),按6.1、6.2和6.3款要求,按公式(6)、(7)和(8)計(jì)算。

半球面測(cè)量面面積為:

式中:r--測(cè)量半徑(m),按6.1款規(guī)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(cè)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(zhǔn)箱的長(zhǎng)、寬、高:d為測(cè)量距離(m)等效方包絡(luò)面面積為:

注:計(jì)算頻帶聲功率級(jí)Lmf時(shí),按公式(5)進(jìn)行,但公式中的Lw應(yīng)改換為Lwf,Lp應(yīng)改換為Lpf。

8./ 混響室中電機(jī)噪聲測(cè)點(diǎn)的配置

8.1/ 混響室的選用和聲源要求

在混向室測(cè)定電機(jī)的噪聲時(shí),混響室應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,其容積大于200m3電機(jī)體積應(yīng)小于混響室容積的1%。

8.2/ 測(cè)點(diǎn)的配置

被試電機(jī)應(yīng)置于混響室內(nèi)的一處或移動(dòng)數(shù)處,電機(jī)表面離墻壁的距離應(yīng)不少于1.5m。測(cè)點(diǎn)與墻面和天花板的距離應(yīng)不小于1m,與聲源的距離應(yīng)不小于0.08V/T(V為以立方米計(jì)算的混響室的容積,T為以秒計(jì)算的混響時(shí)間)測(cè)點(diǎn)數(shù)應(yīng)不少于3點(diǎn),其相互間的距離應(yīng)不小于λ/2(λ為測(cè)量范圍內(nèi)zui低有效頻率的波長(zhǎng))。

對(duì)于噪聲譜有突出純音成分或窄頻帶成分的電機(jī),不采用混響應(yīng)室法作測(cè)定。

9./ 混響室中噪聲的測(cè)試結(jié)果計(jì)算

在混響室內(nèi)測(cè)定時(shí),電機(jī)的聲功率級(jí)可用直接法或比較法計(jì)算。

9.1/直接法

用直接法時(shí),頻帶聲功率級(jí)按公式(9)計(jì)算:

式中: Lwf--頻帶聲功率級(jí)dB(A);

Lpf--頻帶平均聲壓級(jí)(dB)按(2)式計(jì)算,但不包括K3;

T--混響室的混響時(shí)間(s),T0=1(s);

V--混響室的容積(m3),V0=1m3;

λ--與T相應(yīng)的中心頻率波長(zhǎng)(m);

S--混響室的全部表面積(m2);

Pα--大氣壓力(^bar);

KAf--頻帶聲壓級(jí)A計(jì)權(quán)修正值(按表2)。

A計(jì)權(quán)聲功率級(jí)按公式(10)計(jì)算:

式中:Lw--A計(jì)權(quán)聲功率級(jí),dB(A);

Lwf--第f個(gè)頻帶A計(jì)權(quán)聲功率級(jí),dB(A);

M--頻帶數(shù)。

9.2/ 比較法

用比較法時(shí),A計(jì)權(quán)頻帶聲功率級(jí)按公式(11)計(jì)算:

式中:Lwf--A計(jì)權(quán)頻帶聲功率級(jí),dB(A);

Lwrf--標(biāo)準(zhǔn)聲源A計(jì)權(quán)頻帶聲功率級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值,dB(A);

Lprf--標(biāo)準(zhǔn)聲源在混響室中測(cè)得的平均A計(jì)權(quán)頻帶聲壓級(jí),dB(A);

Lpf--在混響室中測(cè)得的電機(jī)半島地權(quán)頻帶聲壓級(jí),dB(A)。

由(11)式算出A計(jì)權(quán)頻帶聲功率級(jí)Lwf后,應(yīng)按(10)式計(jì)算A計(jì)權(quán)聲功率級(jí)。當(dāng)被試電機(jī)無突出頻率成分時(shí),可直接按(11)式計(jì)算A計(jì)權(quán)聲功率級(jí)。

10./ 電機(jī)噪聲方向性指數(shù)的確定

在半自由聲中,當(dāng)電機(jī)測(cè)量面上某方向的聲壓級(jí)為Lp,該測(cè)量面上的平均聲壓級(jí)為Lp,則電機(jī)噪聲的方向性指數(shù)G為:

在全自由場(chǎng)中,電機(jī)噪聲的方向性指數(shù)G為:

11./ 試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容:

試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)有被試電機(jī)型號(hào)、額定功率、額定轉(zhuǎn)速、安裝測(cè)試條件、環(huán)境條件說明、軸承類型、電機(jī)外形尺寸、電機(jī)制造廠名、產(chǎn)品編號(hào)、測(cè)點(diǎn)配置圖、測(cè)量?jī)x器型號(hào)、測(cè)量者、測(cè)量時(shí)間和地點(diǎn)等內(nèi)容記錄。

通過測(cè)試數(shù)據(jù)處理,給出A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)(測(cè)試距離)和A&127;計(jì)權(quán)聲功率級(jí)以及有關(guān)的頻譜分析圖。在有要求時(shí)還應(yīng)提供電機(jī)噪聲的方向性指數(shù)。

附錄1聲場(chǎng)分類/

本標(biāo)準(zhǔn)中的聲場(chǎng)類別,按下表確定。表中衰減值為點(diǎn)聲源倍增距離聲壓級(jí)衰減值。

＊自由場(chǎng)包括全自由場(chǎng)和半自由場(chǎng),半自由場(chǎng)為一個(gè)反射面上的自由場(chǎng)。

附錄2基準(zhǔn)箱定義/

基準(zhǔn)箱是為了在電機(jī)噪聲測(cè)試中,確定電機(jī)外形尺寸的一種方法。它是環(huán)繞電機(jī)周圍的zui小直角六面體(包括反射平面的一面)。對(duì)于形狀不規(guī)則的電機(jī),如果突出部分為不可忽視的發(fā)聲部分,則電機(jī)的外形尺寸應(yīng)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(fā)聲部分,則在確定電機(jī)外形尺寸時(shí),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(zhǔn)箱。噪聲的測(cè)試距離應(yīng)按對(duì)基準(zhǔn)箱的距離計(jì)算。

圖2 基準(zhǔn)箱外形尺寸的確定

附錄3標(biāo)準(zhǔn)聲源修正法/

在用標(biāo)準(zhǔn)聲源對(duì)環(huán)境進(jìn)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(jìn)行測(cè)試時(shí),環(huán)境反射修正值K3按下式計(jì)算:

K3=Lwr-Lwr0

式中:Lwr--標(biāo)準(zhǔn)聲源在電機(jī)測(cè)試環(huán)境中濁得的A計(jì)權(quán)聲功率級(jí)或頻帶平均聲壓級(jí),dB(A);

Lwro--標(biāo)準(zhǔn)聲源在消聲室標(biāo)定的A計(jì)權(quán)聲功率級(jí)或頻帶平均聲壓級(jí),dB(A)。

一般情況下,K3應(yīng)按頻帶平均聲壓級(jí)修正,然后再按7.2款中公式(4)計(jì)算A計(jì)權(quán)平均聲壓級(jí)。

附錄4混響時(shí)間法/

在半混響場(chǎng)中,測(cè)得場(chǎng)所混時(shí)間后,環(huán)境反射修正值K3應(yīng)按下式計(jì)算:

式中: S--測(cè)量面面積(m2);

A--場(chǎng)所的吸聲量(m2),且A=0.16V/T。

式中: V--場(chǎng)所體積(m3);

T--所測(cè)得的場(chǎng)所混響時(shí)間(s)。

由于混響時(shí)間T與頻率有關(guān),做K3是頻帶修正值。

當(dāng)場(chǎng)所體積無法直接測(cè)量時(shí),可用標(biāo)準(zhǔn)聲源法的已知修正值,再按上式反算場(chǎng)所的體積。

附錄5多表面法/

當(dāng)測(cè)試場(chǎng)所足夠大時(shí),采用增加測(cè)量面的多表面法進(jìn)行環(huán)境的反射修正。對(duì)于按第6條所規(guī)定的測(cè)量面S1上(如圖3)的修正值K3,應(yīng)按下列程序計(jì)算:

1./ 先求得各測(cè)試面間的平均聲級(jí)差

S2面與S1面的平均聲級(jí)差。

S3面與S1面的平均聲級(jí)差

式中:

Lp1、Lp2、Lp3分別為主測(cè)試面S1和輔助測(cè)試面S2和S3上的相應(yīng)平均聲級(jí)。

2./按(3)式、(4)式求得兩個(gè)修正系數(shù)

式中S1、S2、S3分別為各測(cè)試面面積(m2);

3./確定測(cè)試面S1上的環(huán)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(huán)境反射修正值K3.

在選擇輔助測(cè)試面時(shí),應(yīng)保證△L(2)、△L(3)都大于2dB,且任何測(cè)試面上的測(cè)點(diǎn)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