浅谈如何降低发电机噪音

浅谈如何降低发电机噪音

（西安中车永电金风科技有限公司刘英光）摘要：文章主要从发电机噪声的危害性出发，分析了电机噪声产生的原因，有针对性的归纳总结了降低发电机噪音的行之有效的措施方法，进而有效的提高了发电机质量，减少了噪音污染，改善了工作环境。

关键词：发电机噪音、噪音污染、机械噪音

引言

随着社会的发展，发电机的应用越来越广泛，但发电机工作时会产生噪音，且功率越大，发电机噪音越大，为此，从保护环境，维护人类健康的角度出发，如何降低电机的噪声，已引起各电机科研机构和生产企业的高度关注，并成为重点解决的问题之一。根据发电机噪声产生方式的不同，将电机噪声归纳为两大类：电磁噪声、机械噪声(包括空气动力噪声)，其中机械噪声往往是发电机噪声的主角。

一、发电机噪声的危害

发电机发出异常噪声是发电机内部零件损坏的一个重要判断依据。发电机噪声轻则对电机安全运行产生一定影响，重则可能导致发电机的损坏，甚至造成安全事故和较大的经济损失。另外，长期或长时间在充满噪声的环境中工作或生活时，容易引起影响人的神经系统，使人急躁、易怒，影响睡眠，造成疲倦，降低工作质量和工作效率，有时甚至会直接导致职业病或工伤事故的产生。

总之，噪声污染已是当前国际社会公认的三大污染源之一，而发电机噪声是噪声污染的声源之一。发电机广泛地应用在日常的生活与生产中，与人们的生活有着紧密的联系。随着社会文明的进步，人们对噪声污染的认识逐步的增强。因此，降低发电机噪声已是摆在人们面前的一个重要课题。

二、发电机机械噪声产生的原因

发电机运行过程中转动部分的机械摩擦、变形以及机械共振会形成机械噪音，要如何降低发电机噪声，需分析其产生的原因：

1.转子变形引起的噪声

在发电机结构中，转子为刚性结构，但由于转子直接过大，运输路途较长，转子容易变形，装配后，轻则导致定转子间隙不均匀，重则导致定转子相互摩擦，进而产生较大的机械噪音。

2.轴承引起的噪声

轴承是发电机中重要的零部件之一。可将轴承噪音归纳为两类：轴承本身产生的噪声、轴承与发电机装配精度引起的噪声。

2.1轴承本身产生的噪声发电机选用的轴承为圆柱（圆锥）滚子轴承。圆柱（圆锥）滚子轴承有内圈、外圈，其间还有滚柱和保持架，在发电机旋转过程中，这些元件会有相对运动，导致不规则的摩擦和碰撞而产生噪声，特别是在发电机高速运转的情况下尤为明显。目前鉴别轴承的优劣有先进的轴承噪声测试仪，测量轴承噪声是否达到对应的标准要求和设计要求，这也是发电机生产厂较为关注的。

2.2轴承与电机装配精度引起的噪声在生产实践中，有时质量

相同的同一批轴承安装在不同的电机上，测出的噪声级差别也很大，差值最多可达到10dB(A)以上。有时更换轴承后轴承噪声还是很大，这说明轴承噪音与电机本身的结构和装配精度有直接关系。它决定了轴承振动的传递和扩大，因为噪声最后都是通过发电机向外辐射的。影响轴承与发电机装配精度的主要因素有：

(1)轴承径向游隙的大小。轴承在制造时有一个符合一定标准的原始径向游隙值，因轴承装入发电机后轴承内、外圈与轴承档台及轴承室都有一定的配合公差，较大的过盈配合会使轴承产生变形，引起游隙减小，使轴承运行在另一个游隙值（即工作游隙）下。实践表明：当工作游隙为0.05mm∽0.12mm左右时，噪音最小，是最合理的游隙值。游隙值过大或过小都可能会使噪音加大，因此就要求原始的游隙值必须在规定范围内。工作游隙与原始游隙的差值主要与轴承内圈和轴承挡台之间的配合、类别及轴承档台加工精度有关，这就要求轴承制造厂保证轴承的加工精度和原始游隙的公差带宽度。也就是说，轴承本身的质量和装配配合精度直接影响电机噪声的大小。

(2)端盖问题。从机械结构方面来讲，发电机可看成是由几个零部件(定子、转子、定轴、动轴、轴承与端盖)组成的振动系统。由于轴承装配在动定轴上会产生椭圆变形，径向减弱了轴承与电机的振动系统发生“调谐”，从而引起振幅较大的轴向振动。值得注意的是，引起定子铁芯电磁振动的电磁力波，同时也作用在转子上。一般情况下，若转子刚度好可忽略它引起的弯曲振动，但它会通过轴承传到端盖及整个电机。由于轴承滚柱与内圈相对运动的不规则，传递到轴承

外圈上的电磁力波频率不甚稳定，而端盖又是薄壳结构，轴向刚度差，它有很多不同阶段的固有频率，容易引起物件共振噪声。

3.机械加工因素引起的噪声

定子、转子、转轴、定轴等的加工精度，包括同轴度、圆度等形位公差、尺寸公差及表面粗糙度等，对发电机的最终装配质量均有影响，即这些因素有可能导致机械噪音因素的叠加，使电机噪音的增大。如：设计的定子外径公差为（-0．40、+0．7O），转子内公差为（0、+0.5），实际加工时如分别取上下限值，则定转子之间的单面径向间隙可能导致最大为6.5mm。间隙的大小影响到电机噪音的大小。

4.其他因素引起的噪声

噪声产生还有另外一部分原因。如：在一般的情况下，机械噪声是发电机噪声的主要来源。通常情况下，因散热需要，发电机的密封性有限，致使在长期运转后，吸附的尘埃量会不断增加，其影响了发电机的散热性，运转时产生的热应力容易引起密封件的老化，密封件的老化又会增加发电机的噪音。另外发电机的使用和维护不当等都会引起发电机噪声。

三降低发电机噪声的工艺措施

针对发电机机械噪声产生的原因，分别提出相应的改进措施，借此抛砖引玉，共同探讨。

1.转子变形产生的噪声控制方法

1.1将转子的变形量应尽可能控制到最小，否则装配后定转子间隙就大。针对上述观点，提出以下几点改进措施来减小转子的变形量：

(1)转子的加工必须保证满足设计的对称性和同轴度；(2)转子应尽量减少长途运输，避免由于颠簸造成转子的变形。

1.2对定转子进行最优选配装配，最大限度的保证定转子间隙在合格范围内。针对上述内容，提出几点措施来保证定转子间隙：(1)入厂检验需在相同的温度下对定子外径和转子内径进行测量；(2)根据入厂检验数据与定转子间隙要求，选择符合要求的定转子进行装配。

1.3动定轴铸件完成后应检查其同轴度，同轴度满足要求后再进行轴承安装面的加工。

2.降低轴承噪音的主要方法

2.1注意轴承的选择。大多数的发电机轴承在运转过程当中，轴承的振动程度会随轴承内径的增加而增大，每增加5mm的直径，振动约增大1～2dB。

2.2注意轴承径向游隙的大小。过大的径向游隙会引起低频噪声升高，反之，过小的间隙则会导致高频噪声升高。为了减少轴承旋转时的振动与噪声，轴承径向工作间隙应控制在0.05mm∽0.12mm范围内为宜。一般来说，电机轴承本身的振动噪声与发电机整机要求的噪声大约相差10dB，即当电机所要求的噪声小于42dB时，轴承本身的噪声就应小于32dB。这一点应通过平常对轴承或发电机整机的检验进行对比，对同规格型号的轴承应选择质量稳定、噪声值低的供应商生产的产品。

2.3同一台电机应选用同一厂家生产轴承来装配，避免不同厂家

轴承进行混装。

3.装配和机械加工因素控制噪声方法

3.1在装配轴承、保持架、止动环时，应放置在专用夹具上，避免径向敲打，轴向敲击时也不能直接击打轴端或轴承端面，不能野蛮作业、强制装配；装配轴承前，应对轴承进行清洁清理，装配时宜采用热胀法，并在轴承上加入规定量的相应型号的润滑脂，且在轴承热套时注意控制其热套温度及时间，不允许有磕伤、划伤、压坑、针孔、划痕和锈蚀等缺陷及多余物。

3.2对转动轴轴承档台与轴承端盖的加工工序应设立质量控制点，实施重点控制，加工精度尽量靠近公差带中间值；同时生产企业的工艺水平、生产设备及工装都必须能够保证机械加工的精度。要提高机械加工的质量，必须在质量控制点的设立和检测手段上都要有绝对保证。

结语

总之，在发电机噪音问题广泛受到关注的今天，为降低和有效控制发电机噪声，除合理的设计外，应制定和执行完善的工艺流程，进行严格的质量监测，科学地使用和维护，对人员、设备、材料、方法、环境、监测等影响发电机质量的因素进行全面控制，使用时进行技术和设备的更新，采用先进的工艺方法和工艺装备，确保发电机噪音得到有效的控制。为消灭噪音构筑人类安宁的生存环境做出相应的贡献。

参考文献

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