полосы частот значения верхней и нижней граничных частот связаны соотношением

/в = / /2.

Эффективное значение вибрационного перемещения, скорости и ускорения в диапазоне частот определяется суммированием уровней всех спектральных составляющих, которые входят в рассматриваемую полосу и рассчитываются в соответствии с выражением

L= 201g

где /, - уровни спектральных составляющих; /о - пороговый уровень.

Обозначения и опорные значения вибрационных параметров определяются рядом стандартов: ГОСТ 24347-80, ГОСТ 12379-75, ГОСТ 16921-83, ГОСТ 23941-79.

1.7.3. Измерения шума и вибрации

Требования, предъявляемые к электрическим машинам с точки зрения виброакустических характеристик, предусматривают обязательный контроль вибрации и шума на стадии производства и в процессе эксплуатации. Измерения производятся для исследования причин, вызывающих вибрации и шум, и для контроля качества продукции. Измерение виброакустических характеристик при обеспечении требуемого качества электрических машин проводится в соответствии с инструкциями и стандартами, в которых указываются методика измерений, измерительная аппаратура, условия монтажа и режим работы машины. Результаты измерений сопоставляются с эталоном или с контрольными данными для выявления соответствия полученных результатов допустимому уровню вибрации и шума. i

Различные методики позволяют контролировать определенные акустические параметры электрической машины: общий уровень звукового давления, звуковую мощность, характеристику направленности излучения и т. д.

Шумовые характеристики определяются в свободном звуковом поле (в заглушённых камерах, в помещениях с большим поглощением или в открытом пространстве); в отраженном звуковом поле (в реверберационных камерах); в обычных помещениях с помощью образцового источника шума на расстоянии 1 м от внешнего контура машины.

Определение шумовых характеристик

регламентируется несколькими стандартами: ГОСТ 12.1.024-81 и ГОСТ 12.1.025-81, представляющими точные методы, ГОСТ 12.1.026-80 и ГОСТ 12.1.027-80, представляющими технические и ГОСТ 12.1.028-80 - ориентировочный методы.

При определении характеристик направленности излучения шума следует пользоваться только методом измерения в свободном звуковом поле.

Метод определения шумовых характеристик с помощью образцового источника применим в обычных помещениях с объемом не менее 60 м.

В соответствии с ГОСТ 23941-79 (СТ СЭВ 541-77) при измерении и оценке допустимых уровней шума условия установки источника шума должны приближаться к обычным условиям при его работе в процессе эксплуатации.

Режимы работы машины должны соответствовать типовым установившимся режимам: при номинальной нагрузке и номинальной частоте вращения, при полной нагрузке, при холостом ходе, при различных операциях технологического процесса.

Не всегда удается провести корректные измерения шума в номинальном режиме нагрузки. Это объясняется тем, что для создания номинальной нагрузки возникает необходимость сочленения испытуемой машины со вспомогательным устройством - машиной, которая вносит значительные искажения в результаты измерения. Поэтому измерение шума в режиме номинальной нагрузки проводят лишь для электромашинных преобразователей и других машин, нагрузка которых может быть осуществлена без механического соединения со вспомогательной машиной или механизмом (тормозом, вентилятором и др.).

При исследовании виброакустических характеристик синхронных машин нагрузку имитируют в режиме компенсатора. При типовых испытаниях асинхронных машин и двигателей постоянного тока нагрузочное устройство размещают за пределами испытательного помещения (камеры) и соединяют его с испытуемой машиной.

Большое влияние на шумовые характеристики имеет частота вращения ротора машины. От нее в значительной мере зависят шумы аэродинамического и механического происхождения, поэтому частота вращения при акустических испытаниях машины должна быть номинальной.

За нормируемый уровень шума по ГОСТ 11929-87 и ГОСТ 16372-84 принимается средний уровень звука на расстоянии

1 м от контура машины. Выбор точек производится в соответствии с ГОСТ 11929-87.

В зависимости от требований к уровню шума электрические машины разделяются на четыре класса. При отнесении различных типов электрических машин к классам по их уровням шума можно руководствоваться следующим перечнем:

класс 1 - машины, к которым не предъявляются специальные требования по уровню шума;

класс 2 - машины с малошумными подшипниками качения, со специальными малошумными конструкциями вентиляторов и т. д.;

класс 3 - машины с пониженным использованием активных материалов, закрытые (с водяным или естественным охлаждением), с глушителями вентиляционного шума, с подшипниками скольжения;

класс 4 - машины со звукоизолирующим кожухом или другими сушественными изменениями конструкции, выполненными для снижения шума.

В качестве иллюстрации в таблице приведены допустимые уровни звука по классу 1 для электрических машин различных мощностей со степенью защиты IP44.

Полученные результаты измерений шума в свободном звуковом поле обрабатываются в следующем порядке:

1. При наличии помех, уровень звука которых на 6-9 дБ отличается от уровня звука работающей испытуемой машины, необходимо вносить соответствующую поправку, равную 1 дБ. Если разность между уровнем звука машины и уровнем звука помех равна 4 - 5 дБ, то поправка, учитывающая влияние помех, будет равна 2 дБ, т. е. из уровня звука работающей машины необходимо вычесть 2 дБ. При разностях уровней звука машины и помех более 9 дБ поправка не вносится.

2. Производится усреднение уровней звука, измеренных в нескольких точках вокруг машины. Если усредняемые уровни звука, измеренные в точках, отличаются друг от друга менее чем на 5 дБ, то за средний уровень звука принимается среднее арифметическое значение, Если они различаются более чем на 5 дБ, усреднение проводится по формуле

L =101g(x -lO-j-lOlgn,

где L, - уровень звука в i-й точке измерения на расстоянии 1 м от корпуса; п - количество точек измерения.

При проведении типовых испытаний дополнительно измеряются уровни звукового давления в октавных полосах в точке с максимальным уровнем звука.

Согласно ГОСТ 16921-83 при оценке вибрации электрических машин основной измеряемой величиной должно являться эффективное значение вибрационной скорости v, измеренное в диапазоне от рабочей частоты до 2000 Гц. Необходимость проведения спектрального анализа по вибрационному ускорению в диапазоне частот свыше 2000 Гц согласуется дополнительно.

Для оценки вибрации установлено восемь классов, индексы которых по ГОСТ 16921-83 соответствуют максимально допустимой для данного класса вибрационной скорости.

Основные требования к измерительной аппаратуре изложены в ГОСТ 16876-71 и ГОСТ 17168-82.

В соответствии с ГОСТ 12379-75 виброизмерительные преобразователи должны жестко крепиться к испытуемой электрической машине или дополнительной массе, причем масса вибропреобразователя не должна превышать 5 % массы электрической машины.

§2.1

Обилие сведения и задачи стандартизации

При контроле вибрации следует применять упругую установку испытуемой машины. В тех случаях, когда по техническим причинам упругая установка испытуемой машины невозможна, допускается жесткая установка машины на фундаменте без специальных упругих элементов. Масса фундамента при такой установке должна превышать массу испытуемой машины не менее чем в 10 раз. Испытуемая машина при упругой и жесткой установке должна иметь эксплуатационное положение.

Совокупность всех приспособлений, связанных с электрической машиной при упругой установке, называется дополнительной массой. Дополнительная масса участвует в колебаниях машины как единое целое. Необходимо выполнять требование, согласно которому тдоп 0,1тмаш, где тдоп - дополнительная масса; тяш - масса испытуемой машины.

В ГОСТ 12379-75 оговорены требования, предъявляемые к упругим элементам. Упругие элементы должны выбираться с учетом условий прочности. Статическое перемещение центра тяжести с дополнительной массой от собственного веса не должно превышать половины максимально допустимого перемещения упругого элемента.

Помехи от внешней вибрации, опре-

деляемые при неработающей машине, не должны быть более 25% нормируемого значения, т. е. уровень полезного сигнала должен превышать уровень помех на 8 - 10 дБ.

Режим работы машины при оценке вибрации оговаривается техническими условиями или стандартами на определенный тип машины. Например для электромашинных преобразователей и электрических машин, нагрузка которых осуществляется без дополнительных приводных устройств или механизмов, контроль вибрации проводится в режиме номинальной нагрузки. Контроль вибрации синхронных машин проводится при номинальном напряжении и токе статора в режиме перевозбуждения двигателя. Для большинства электрических машин контроль вибрации следует проводить в режиме холостого хода.

Согласно ГОСТ 12379-75 виброиспытания электрических машин с одной рабочей частотой вращения необходимо проводить при номинальной частоте вращения. Испытания многоскоростных машин проводят при частоте вращения с наибольшей вибрацией.

Виброиспытания машин, имеющих регулируемую частоту вращения, выполняют при номинальной и максимальной рабочих частотах вращения.

РАЗДЕЛ 2

СТАНДАРТИЗАЦИЯ В ЭЛЕКТРОМАШИНОСТРОЕНИИ

2.1. Общие сведения и задачи стандартизации

На современном уровне промышленного развития без широкого применения унификации и стандартизации невозможна организация рентабельного производства и эксплуатация электрических машин. Стандартизацией и унификацией решаются задачи уменьшения затрат на производство и эксплуатацию электрических машин, а также задачи минимизации затрат общественного труда на генерирова:ние, передачу электрической энергии и ее преобразование в механическую энергию. Для достижения этой цели с позиций потребителя желательно для каждого конкретного механизма иметь специальную электрическую машину. С позиций производителя желательно в максимальной мере сократить номенклатуру выпу-

скаемых электрических машин и получить минимум затрат труда при их производстве, а также эксплуатационном обслуживании и ремонте.

Исходя из этого стандартизация электрических машин имеет ряд особенностей. Потребителю стандартизация должна обеспечить возможность получения электрических машин с необходимыми электромеханическими характеристиками, возможность подключения электрической машины к электрическим сетям, ее сопрягаемость с про-изводственньпчи механизмами и возможность ее замены при необходимости другой однотипной машиной, изготовленной другими фирмой или заводом.

Производителю электрических машин стандартизация должна обеспечить возможность выпуска большого разнообразия машин при минимальной перестройке техноло-