噪声控制论文

现代噪声控制

1. 噪声评价标准

噪声评价通常分为四个方面：物理的、心理的、生理的和社会的。

物理的评价是根据在观测点测量的噪声声强；心理的评价是根据人们对噪声的主观感觉和噪声对人们情绪的影响；生理的评价是根据噪声对人体造成的损害程度；社会的评价则是以社会对噪声的反应为基础。噪声评价常用统计方法，但这种方法有一定的局限性，因而出现各种不同的评价标准。目前常使用的噪声评价标准有：A声级、噪声评价标准NC、优先噪声评价标准PNC和噪声评价等级NR。允许噪声级是为保证某区域所需的安静程度而规定的用声级表示的噪音极限。

噪声级为30-40分贝是比较安静的正常环境；超过50分贝就会影响睡眠和休息。由于休息不足，疲劳不能消除，正常生理功能会受到一定的影响；70分贝以上干扰谈话，造成心烦意乱，精神不集中，影响工作效率，甚至发生事故；长期工作或生活在90分贝以上的噪声环境，会严重影响听力和导致其他疾病的发生。

民用建筑所允许的噪声级在40-55dB之间。超出此范围则需进行隔声减噪设计。

2. 噪声行业总技术进展

2010年，我国噪声振动控制行业的总体技术热点仍旧集中在公路与轨道交通运输业噪声振动控制、电力行业发电厂与输变电系统噪声振动控制、冶金与建材行业噪声振动控制、城市环境噪声在线监测与综合控制、建筑声学处理与噪声控制以及新型声学材料的研究开发等面。尤其是在高速铁路声屏障技术研发和城市轨道交通隔振技术领域，在技术集成度、成熟度以及产品的标准化、系列化、自动化、机械化、规模化方面，都取得了长足的进步，填补了大量技术空白，部分技术领域的市场份额也产生了井喷式增长。据不完全统计，2010年专业从事噪声与振动控制科研、设计、开发、教学、计量、监测的单位有80余家，年收入超过5亿元。

目前我国噪声振动控制工程技术水平和噪声振动控制产品的研究开发，已与发达国家差距不大，其中部分技术已达到国际先进水平。行业内的大部分骨干企业已取得ISO9000和ISO14000认证，有些噪声振动控制产品不仅基本满足了当前国内市场的需求，并得到了国际市场的认可，每年均有部分产品出口。

3. 新技术开发应用分析暨市场重要动态

2010年我国噪声振动控制行业新技术开发应用、市场特点及重要动态主要包括：

（1）轨道隔振技术产品研发和比选成为行业热点

随着国民经济的高速发展，我国城市轨道交通的建设全面展开，为解决其穿

过文化区、科技区、居民稠密区和文物古迹保护区等一些敏感路段的振动和固体噪声影响，近年来各类新型轨道隔振器具作为轨道交通建设的必备隔振降噪措施，在全国各地城市地铁和轻轨交通建设工程中获得了日益广泛的应用、总量直线上升；但其中部分技术和产品的隔振效果良莠不齐，甚至引发了轮轨系统的早期“波磨”问题，对轨道交通的安全、稳定运行构成负面影响。因此，引入新的隔振性能和安全稳定性技术评价指标，对现有隔振技术、产品进行“再认识”的基础上“优胜劣汰”，就成为轨道隔振技术应用的行业热点问题。在这样的大背景下，当前隔振效率最高、稳定性最好的阻尼弹簧浮置板轨道隔振技术得到了业界的普遍认可，并相继开发了适应高效机械化施工的拼装一体化工艺，2010年一年的工程用量就将超过前十年工程量的总和；其中由北京市劳动保护科学研究所等单位联合开发的国产化阻尼弹簧浮置板轨道隔振技术更是实现了拥有自主知识产权的多项技术创新，填补了国内空白，变简单的“中国制造”为更高水平的“中国创造”，不仅获得2010年北京发明创新大赛金奖和CCTV创新无限奖，而且入选《国家先进污染治理技术示范名录》，拥有十分广阔的市场前景。

（2）汽车消声器总量激增

目前，国内的通用噪声控制设备和产业有了较大的发展，已形成一批系列化和标准化的通用噪声控制设备，设备的工装工艺水平也有了一定的进步，特别是汽车和一些机械设备上应用的消声器、隔振器等配套噪声振动控制产品已经形成自动化和集成化生产能力，基本实现了规模化生产，产品的性能已达到国际同类产品水平，有些产品已取得国际认证。据中汽协统计，2010年全国汽车产1826.47万辆和1806.19万辆，同比分别增长32.44%和32.37%；产销连续第二年居于全球第一。在这样的大背景下，部分汽车消声器企业生产能力达到年产300万套以上，年产值数亿元；全国汽车消声器产值已接近30亿元。

（3）高速铁路和公路声屏障继续领跑

交通噪声污染治理方面，我国在公路、铁路两侧建立不同形式、不同材质、不同结构的声屏障已近千条，尤其是2009年在国家拉动内需项目的带动下，高速铁路声屏障成为本行业阶跃式发展的增量焦点，在建和拟建的声屏障总量达到数千公里。在声屏障的设计、制造、安装等方面也积累了一定的经验，目前已经颁发了《声屏障声学设计和测量规范》（HJ/T90－2004）、《铁路声屏障声学构件技术要求及测试方法》（TB/T3122－2005）等工程技术规范，《城市道路－声屏障》（09MR603）国家建筑标准设计图集、《客运专线铁路路基整体式混凝土声屏障》通用参考图等专业标准图集相继出版，《公路声屏障设计与施工技术规范》也即将完成修订。这些标准化工作的推进使声屏障的设计安装有法可依、有章可循。另外，以隔声窗为重点的临街建筑噪声防护技术、产品以及降噪工程也取得较大进展。

（4）新型吸声材料研发方兴未艾

近年来，在声学材料领域涌现出一批具有规模化生产能力的企业，开发的新型纤维性吸声材料、护面材料、轻质隔声材料、阻尼材料等，为噪声控制工程拓

宽了可供选择的空间。我国自主研发的微穿孔板、超微穿孔板吸声材料和吸声结构作为洁净声学材料目前仍居国际领先水平。中国人民解放军第二炮兵技术总队研制的新型超微穿孔板消声器更是在消声性能、体积能效比等方面取得了重大技术突破。

（5）声学测试仪器研发成果斐然

以杭州爱华仪器有限公司、北京声望声电技术有限公司为代表的声学仪器生产企业，为了满足环境监测的需要，打破进口仪器在国内市场的垄断，在深入分析并借鉴国外现有技术基础上再创新，开发出符合我国国情的数字化智能环境噪声自动监测系统。通过采用数字信号处理技术和以ARM处理器为中心的数据分析单元，不仅可以监测与分析环境噪声的性质和特征，判断噪声的来源，而且可以精密测量计算机场噪声的感觉噪声级和有效感觉噪声级。通过无线或网络传输，实现系统自动校准，远程数据遥测及噪声污染源的在线监测。

4. 电动机噪声产生的原因、检查与修复

4.1 三相异步电动机噪音产生的原因

4.1.1 噪声的分类

（1）电磁噪声：电磁噪声是电动机噪声中最富复杂的一种，产生因素多，是电动机性能最难协调的一种噪声，这主要是由于气隙中磁场产生的周期变化的径向力和不平衡的磁拉力，使定子、转子铁芯产生伸缩和震动所致。引起电磁噪声的主要因素如下。气隙磁场中的各种高次谐波。定子、转子不同心所造成的单边磁拉力造成两倍于电源频率的振动。当电源电压不平衡，定子绕组组成磁路不对称时，基波磁场产生的噪声。当转子回路各项阻抗不平衡是，转子产生的频率为sf的负序旋转磁场，它对定子的磁场频率为（1－2s）f，并且和定子正序基波相互作用产生拍频为2sf、频率为2f的电磁噪声。铁芯的结构、形状和刚度对电磁噪声有相当大的影响。浸漆的质量好坏也影响着电磁噪声。

（2）机械噪声：机械噪声的产生机理并不复杂，主要是由于摩擦和震动所致，但由于他在噪声中占相当大的比重，因此在维修过程中，往往把控制机械噪声作为主要内容。

（3）通风噪声：产生通风噪声的机理比较简单，主要是由于空气在强对流时与风扇、风路相互摩擦而产生的。在小功率电动机中通风噪声不明显，但在大功率、高转速的电动机中通风噪声则占很大的噪声比例，影响通风噪声的主要原因有风扇的种类、形状及风叶的半径等，风路是否科学、通畅。

4.1.2 判断噪声分类的方法

（1）电磁噪声的判定：当电动机通电时，才会有电磁噪声，当停电时，电磁噪声消失，此类噪声属于电磁噪声。因此电磁噪声只存在于有电的状态下。

（2）机械噪声的判定：当电动机正常运转后，突然断电，电磁消失，电动机惯性运行时产生的声音属于机械噪声，它存在于电动机的转动过程中。

（3）通风噪声的判定：当装上风叶后而增加的噪声属于通风噪声，它存在

于装有风扇的运转状态的电动机中。

4.2 噪声的控制和修复

4.2.1 如何消除轴承噪声

（1）选择轴承，保证其本身的质量。轴承选择是，从外观上必须满足光洁、无锈蚀、滚动灵活、内外圈间隙均匀、无裂纹等缺陷，有条件的可采用轴承振动测试仪对其测试，其噪声标准不超过其标准的5dB。

（2）正确进行装配。在装配轴承时，首先选用变压器油或者煤油对其进行清洗，然后用油煮法对其加温至120℃（1h左右），取出将轴承热套在轴径上，轴与轴径的配合最小为0．02mm的过盈配合，轴承盖与端盖用螺丝固定紧，不允许有间隙。

（3）合理润滑。最好选用优质润滑油，对于两极电动机，其润滑油用量为轴承室的1/2左右，4极以上电动机其润滑油量为轴承室的2/3左右。涂抹时，用干净的手指先将滚珠涂抹上均匀的润滑油，并使油充满轴承外圈和内圈之间的间隙，然后将轴承室内涂上规定量的润滑脂，最后合上轴承端盖。

（4）正确选择轴承室与轴承。轴与轴承的配合，在装配前要进行测量，如发现过盈量太小或没有时，应对其进行补焊和车削，使其满足规定。

4.2.2 如何控制电刷噪声

（1）新换的整流子或滑环以及旧的整流子、滑环表面有严重凹凸、灼伤情形时，必须上车床削，消除其椭度，保证表面的光洁度。

（2）更换的新碳刷，必须仔细打磨。打磨时，将砂布放在整流子或花环上，然后让碳刷沿其环向研磨，磨后的碳刷端面呈内弧形，弧半径与相应整流子或滑环半径相同，从而保证电刷与滑环或整流子的充分接触。

（3）调整好碳刷的弹簧压力，如果严厉过大，则会出现噪声增大的现象，压力太小优惠发生电接触不良，因此根据不同的电动机选用不同标准的弹簧。

4.2.3 如何消除因风扇、风路原因而产生的噪声

（1）装配风扇时，严禁敲击风叶，以免变形、缺损，引起动不平衡而产生振动噪声，特别是像两极、四极的高速电动机，对风扇的转动平衡要求相当高。

（2）在维修过程中，清除风路的灰尘、附着物。风路中不允许有尖刺状、薄片状阻挡物，以免强风通过时摩擦，震动噪声增加，同时也有利于电动机的正常散热。

4.2.4 如何消除铁心变形，松动或槽内外有尖刺产生的电磁噪声

在维修工程中，因拆除旧线，消除槽内绝缘时，往往因外力的作用而是铁心变形、松散；电动机在发生相间短路、对地短路时极易造成槽内尖刺、铁心变形；剁线包时也会损伤铁心，而这些问题往往是我们在维修时容易忽略的问题，为了预防此类情况的发生，应从以下几方面入手。

（1）剁旧线时，必须认真仔细，严禁损坏铁心及紧固铁心的卡圈，如不小心损坏，应尽力修复。

（2）拆旧线时，不能用力过猛，用力方向应同槽方向一致，以免铁心受损

变形，如铁心产生变形、齿扭曲等现象，应采取措施复原。

（3）对于槽内的各种尖刺、铜铁疙瘩可用锉锉平，这样不仅防止因尖刺使场强畸变而产生电磁噪声，而且有利于下线、防止绝缘受损。

4.2.5 如何消除浸漆的质量不好而产生的噪声

电动机绕组浸漆的目的是提高绕组的绝缘强度、耐热性、耐潮性以及导热能力，此外也增加了绕组的机械强度和耐腐蚀能力。浸漆质量不好会造成绝缘等级降低和绕组的松动，绕组松动会在电动机运转的时候动平衡不好，有噪音产生。浸漆的好坏对电机的影响很大，浸漆时应当注意：先要将白坯预烘，排除水分，预热温度一般为110℃左右，时间约4～8h。预烘时，约每隔1h测绝缘电阻一次，待绝缘电阻稳定后，才能浸漆。

综述，电动机的噪声是一个复杂的，多学科、对方面的问题，要多学科结合，平时注意积累，才能更好的解决计算机的噪声。