（一）通风噪声产生的原因

1）风扇高速旋转时，空气质点受到风叶周期性力的作用，产生压力脉动而引发旋转噪声，其频率f_b是叶片每秒打击空气质点的次数。

f_b=kZ_bn/60（Hz）（k=1，2，3，…）（4-11）

式中Z_b——风扇叶片数；

n——电机转速（r/min）。

2）空气涡流产生的噪声。它是由于风扇或转子上旋转的零部件在旋转时产生的气流遇到障碍物，使风路截面剧变或气流方向突变而引发的涡流所产生的噪声。其频率为

式中Sh——“斯脱哈立数”，Sh=0.14～0.20，一般取0.185；

v——气流与所遇到物体的相对速度（m/s）；

D——物体的正表面宽度在垂直于气流矢量平面上的投影（m）。

3）笛声，顾名思义，它是气流遇到尖角或筋状物时发出的尖啸声。

比如由外风扇吹出的气流与机座上的散热片相遇时则要产生以下频率的噪声。

式中M ——风扇叶片和散热片的最小公倍数。

在径向或混合式通风的电机中，若定、转子径向通风道是对齐的，则由转子径向风道中的转子导条或通风槽管（它相当于叶片数等于转子槽数z₂的离心式风扇）排出的气流吹到定子径向通风道，与其通风槽片相遇时也要发出笛声，其频率为

铜条转子伸出铁心部分的导条所产生的气流吹到定子绕组端部上时也产生频率与上式相同的噪声。

（二）对噪声的估算

1）对于采用离心式外风扇的封闭式电机，其声功率级的通风噪声为

L_wf=60 lg v₁+10 lgDb—25D₁+5 lg（S_F/S₀）+20 lg（N/N₀）+18[dB（A）]（4_-15）

式中v₁——风扇叶片外缘周速（m/s）；

b ——风扇叶片宽度（m）；

D₁——风扇叶片外径（m）；

S_F——风罩进风口面积（m²）；

S₀——风罩进风口给定基准面积（m²）；

N₀——模拟风扇的叶片数，N₀=6。

2）当已知一台电机的噪声L₁，风扇外径D₁、风扇叶片宽b₁、电机转速为n₁及风扇的气流效率η₁，估算另一台电机的噪声（相应代号的下标为“2”）时可参照下式（两台电机的结构相似）。

由上式可得到以下结论：风扇外径减小10%，噪声降低3dB（A）；转速降低10%，噪声下降2dB（A）；风叶宽减小10%，噪声降低0.4dB（A）；风扇的气流效率由0.3提高到0.4，噪声可降低1.9dB（A）。可见减小风扇外径对降低通风噪声取得的效果较大，第四章从降低损耗角度出发也得到同样结论。

3）风量Q、风阻Z对噪声的影响，当一台电机的噪声、风量、风阻分别为L₁、Q₁、Z₁，若两台电机结构相似，则由第二台电机的相应值（Q₂、Z₂），可估算其噪声为

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可见，若风量减半，噪声能降低15dB（A），若减少20%，噪声可降5dB（A）；若风阻减半，噪声可降6dB（A）。

（三）抑制通风噪声的措施

降低通风噪声主要从抑制声源及消声两方面采取措施。

1）合理确定风量由以上分析得知，风量对通风噪声影响较大。风量的计算见第三章。

2）选择合适的风扇类型及尺寸，见第三章。从降低噪声角度出发，轴流式优于离心式（见表4-5），离心式中又以后倾式为好；在可逆转的离心式风扇中，选盆式风扇有利。上海电器科学研究所在JO2，13kW，2极（中心高160mm）电机上试验，盆式风扇（外径250mm）的叶片后倾30^O时，噪声比原来可正反转的降2～3dB（A）；后倾45^O时，降3dB（A）。

表4-5 在BJO2封闭式75 kW 2极（中心高280mm）电机上试验的两种风扇效果

3）按空气动力学合理地设计风路电机的进、出风口和风罩、挡风板、散热片、端盖、机座及其上的吊攀、接线盒座、底脚辐板，以及风扇的叶片形状等都要按空气动力学的原理精心设计；风路畅通；障碍物表面尽量设计成流线型；避免容易产生振动的零件在风路中出现。离心式风扇外缘与风罩间的间隙不宜过小，否则会产生“哨声”，但太大又会使回风的涡流声增大（推荐间隙见第三章）；轴流式风扇的外径与风罩间的径向间隙对噪声影响很大，因此间隙对气流性能——风压、风量及风扇的气流效率均有较大的影响，所以选择时应慎重：此间隙小，气流性能好，但噪声大；反之，则气流性能差，噪声小。

4）采用水冷（ICW37A71）、他冷（IC37）或自然冷却（IC0041）。

5）采用特殊风扇。

①当叶片频率噪声突出时可采取改变叶片数、不等距叶片或不等长叶片来解决。

据参考文献[2]介绍，一台J2171-2的电机，原风扇为9叶，在450Hz附近因“共振”出现峰值噪声达96-99dB（A），改用7叶后就降为350Hz时74dB（A），总噪声亦随之明显降低。

②采用“间隙式”风扇[2]。

6）采取消声措施。目前在电机上采用的消声措施花样较多，但绝大部分是采用加消声器的办法来降低噪声。

消声器装于气流通道中，在保证气流通过的同时，能阻止或减弱声能传播而使噪声降低。

消声器有阻式、抗式及阻抗复合式三种，目前在电机上采用的是阻式^[2]。

阻式消声器在电机上也称为“消声罩”。它是将风路的通道内壁用吸声材料或吸声材料加多孔材料（如筛板）覆盖起来以消耗声音的能量而达到消声的效果。因它消耗声能类似电阻消耗电能，故称为阻式消声器。

因阻式消声器对中频噪声有较好的消声效果，特别是对通风噪声、笛声的消声效果最佳而被电机行业广泛采用。它的消声量ΔL与所用吸声材料的吸声系数α，由吸声材料构成的通道的长度l，通道内壁的周边长V及通道横截面面积A呈如下的关系：

尽管由上式看出A越小消声效果越好，但A值不宜过小，即风道不宜过窄，否则会使冷却气流的温度增高，影响散热效果。

吸声材料衬层厚度取30～60mm即可。目前在国内见到的国内、外的样机一般都在40～50mm。如南京炼油厂用的国产电机；黑龙江浩良河化肥厂用的日本490kW/2极的增安型防爆电机。吸声材料不宜采用对人体有危害的填料，如玻璃纤维，因为它在使用中要泄漏出来，南京炼油厂的现场工人对此就很反感。无危害的材料，如黑龙江浩良河化肥厂用的490kW增安型电机的吸声材料采用泡沫塑料就很受欢迎。

电机的消声器（罩）可由三部分、两部分或一部分组成。

“一部分”是指仅在外风扇端将风罩设计成消声的，见图4-4；“两部分”是指消声风罩再加上覆在机座上的盖板，见图4-4。

“三部分”是指再在轴伸端加上消声“尾罩”，它兼起冷却轴承的作用。为便于监测轴承及拆装联轴器，可以将它设计成下部带缺口能自由拆装式的，见图4-5。

“尾罩”的消声效果不明显。佳木斯电机厂在200kW/2极高压电机上试验，加与不加“尾罩”相差仅1～1.5dB（A）。但前两部分效果明显，合在一起能使噪声降低约10dB（A）。

图4-4 消声罩结构

图4-5 装在电机轴伸端的消声尾罩