发电机的主要噪声源是怎么产生的

发电机的主要噪声源是怎么产生的
发电机的主要噪声源有通风噪声、电磁噪声和机械噪声。
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1．通风噪声
通风噪声包括风扇或其他通风设备以及转子旋转形成的气体涡流噪声，风扇旋转使冷却气体周期
性脉动或气体冲击障碍物而产生的单频噪声，风路中薄壁零件谐振或回路设计不合理产生的“笛声”。
2．电磁噪声
电磁噪声是由发电机气隙中定、转子磁场相互作用产生随时间和空间变化的径向力，使定子铁心和机座随时间周期性变形而引起振动，产生噪声。
（1）径向电磁力波
设b（θ，t）为气隙中距坐标轴线圆周θ的某一点在时间t的气隙磁通密度瞬时值，μ0为空气磁导率，则在该点作用于定子铁心单位表面积上的径向力瞬时值为
由于b（θ，t）表示为一系列正弦分布的旋转磁场，故径向力也可表示为各种不同阶次m和角频率ω的旋转力波的合成，即
径向力波的阶次m确定了发电机定子径向振动的振型，m＝0时，径向力与空间坐标无关，但随时间周期性变化；m＝1时，相当于受周期性变化的单边磁拉力作用；m＝2时，正弦分布力波导致定子产生椭圆形的周期性变形；m＞2时，导致产生多边形的周期性变形。
径向力波的阶次越低，铁心产生弯曲变形的相邻两支点间距离越长，径向变形也越大。定子铁心变形量约与力波阶次m的4次方成反比，与力波幅值成正比，故幅值较大的低阶次径向力波是引起电磁噪声的主要根源。此外，应特别注意的是，当径向力波频率与定子铁心和机座的固有振动频率接近甚至相同时，会发生共振，这时铁心振动及辐射噪声将大大增加。
（2）基波磁场产生的电磁噪声
气隙磁通密度幅值为bδ的p对极基波磁场产生的径向力波阶次m＝2p，频率为f1（f1为产生磁场的电流即电源频率），力波幅值与bδ2成正比，即基波磁场可产生两倍于电流频率的振动噪声。对四级以上的发电机，基波磁场产生的力波阶次m＞4，铁心变形量将是微小的，故倍频噪声常见于两级发电机。
（3）谐波磁场产生的电磁噪声
发电机气隙磁场中含有一系列定子磁场谐波和一系列转子磁场谐波。由某次定子谐波磁场和另一次转子谐波磁场相互作用可能产生较低阶次的力波，从而产生较大的电磁噪声。设转子ha次谐波磁场是由定子va次谐波磁场感应产生的，则μb次磁场与μa次磁场作用产生的一对径向力波阶次为
｜va＋μb｜和｜vb＋μa｜
它们引起的定子振动及产生的噪声频率分别为
式中 s——运行转差率。
对槽数为qr的笼型异步电动机，其产生的噪声频率可分别由下式计算
其中 k2＝±1,±2,..
由定子和转子谐波磁场相互作用产生的力波阶次m＝vb±μa。为较小的整数时，将会产生较强的电磁噪声。
3．机械噪声
发电机的机械噪声包括由转子机械不平衡引起的离心力所产生的机械振动和噪声，轴承振动噪声，电刷集电环或换向器滑动接触噪声，受轴承振动激发的端盖轴向振动噪声。