燃料電池車用離心風(fēng)機噪聲特性試驗分析(3)
作者:石家莊風(fēng)機 日期:2015-8-13 瀏覽:1283
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可以明顯看出,隨著轉(zhuǎn)速的升高各個測點的總聲壓級逐漸增大,在最高轉(zhuǎn)速下石家莊市風(fēng)機廠風(fēng)機總體噪聲超過了90dB(A),電機側(cè)遠(yuǎn)場輻射噪聲平均聲壓級相比風(fēng)機側(cè)高了約1~2dB(A);電機側(cè)近場聲壓級相比風(fēng)機側(cè)近場高了約3dB(A)。從對整體噪聲的貢獻(xiàn)量角度上看,驅(qū)動電機產(chǎn)生噪聲的貢獻(xiàn)量大于風(fēng)機。
3.2階次特性噪聲分析。
其中,各個部分階次產(chǎn)生原因如下:
(1)4i階是電機的電磁徑向力波產(chǎn)生;
(2)由于驅(qū)動電機的激勵電流頻率為轉(zhuǎn)頻的2倍,產(chǎn)生的一個2階的激勵噪聲;3i階是由激勵電流的0.5階諧頻產(chǎn)生;
(3)6i階是由散熱風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)噪聲基頻以及其諧頻產(chǎn)生;
(4)風(fēng)機產(chǎn)生的6i階噪聲是葉輪的旋轉(zhuǎn)噪聲基頻以及其諧頻。圖5是工況1下風(fēng)機側(cè)近場噪聲的階次譜圖,可以很直觀的看出風(fēng)機側(cè)近場噪聲明顯的階次噪聲為6i階,其中6階尤為明顯,是風(fēng)機葉輪旋轉(zhuǎn)噪聲的基頻,12及18階的諧頻成分存在但幅值并不突出。圖6是該工況下電機側(cè)近場噪聲階次圖,可以看到明顯的3i階峰值,確定為激勵電流的諧頻成分。此外,由于散熱風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)噪聲的存在,在6、12、18三個階次處產(chǎn)生峰值疊加,其他可能存在的階次在頻譜圖中沒有找到。被測石家莊市風(fēng)機廠風(fēng)機存在的主要階次噪聲集中在3倍頻和6倍頻處,根據(jù)常用工作轉(zhuǎn)速的范圍算出6倍頻主要位于450~1700Hz這個頻段內(nèi),在優(yōu)化方案的設(shè)計中要著重對這個頻段進(jìn)行降噪處理。
3.3寬頻特性噪聲分析
3.3.1結(jié)構(gòu)振動對噪聲的影響分析結(jié)構(gòu)的振動與其固有頻率有關(guān),這里包括石家莊市風(fēng)機廠風(fēng)機殼體的結(jié)構(gòu)振動和試驗臺架的結(jié)構(gòu)振動。石家莊市風(fēng)機廠風(fēng)機運行時產(chǎn)生激勵頻率與殼體或臺架的固有頻率一致時,會激發(fā)結(jié)構(gòu)的共振從而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)振動噪聲,其噪聲表現(xiàn)為寬頻特性。經(jīng)過對4個工況下殼體、臺架振動測點的振動加速度信號和幾個近場聲壓測點的聲壓信號寬頻頻帶進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)振動信號與聲壓信號的寬頻頻帶并不相同。表4是工況1下臺架振動、殼體振動與風(fēng)機近場噪聲測點信號的關(guān)鍵頻帶對比,能夠明顯看出殼體以及臺架的振動對總體噪聲并沒有貢獻(xiàn),在后續(xù)的噪聲特性分析中可以不必考慮結(jié)構(gòu)振動的影響。
3.3.2進(jìn)氣噪聲影響分析根據(jù)文獻(xiàn)[3]對石家莊市風(fēng)機廠風(fēng)機噪聲的研究表明,風(fēng)機在高速運行工況下進(jìn)氣口存在較大的進(jìn)氣噪聲,其主要由進(jìn)氣管道系統(tǒng)中氣柱固有頻率特性產(chǎn)生,體現(xiàn)出的是不隨轉(zhuǎn)速變化的寬頻特性,一般進(jìn)氣噪聲呈中、低頻為主。圖7~9分別是方案1~3在瞬態(tài)加速運行下風(fēng)機側(cè)遠(yuǎn)場測點聲壓的頻譜圖。三個工況下的頻譜圖中進(jìn)氣管長短不同導(dǎo)致的差異體現(xiàn)為不同頻段的寬頻噪聲:進(jìn)口不接管道時,寬頻噪聲峰值頻帶為650Hz和2100Hz;進(jìn)口連接短彎管時,寬頻噪聲峰值頻帶為950Hz和3000~3500Hz;進(jìn)口連接延長管時,并無明顯峰值的寬頻噪聲。推斷產(chǎn)生這種不同頻帶的寬頻噪聲是由進(jìn)氣氣柱固有頻率特性產(chǎn)生。從定量分析的角度看進(jìn)氣噪聲對整體噪聲的影響,?。梗埃埃埃颍恚椋詈停保罚埃埃埃颍恚椋罘€(wěn)態(tài)運行下方案1和3的聲壓信號,列出表4??梢钥闯鲞M(jìn)氣噪聲消除后,風(fēng)機側(cè)和電機側(cè)平均聲壓級分別降低了3dB(A)和2dB(A)左右,表明進(jìn)氣噪聲對整體噪聲的貢獻(xiàn)作用顯著。從降噪措施方面考慮,可針對進(jìn)氣氣柱的固有頻率進(jìn)行消聲頻帶的設(shè)計,在進(jìn)口處加裝消聲器。