3.3.2 Методи вимірювання рівня шуму та вібрації електричних машин

За рівнем шуму електричні машини поділяються на чотири класи [4]:

а) 1 клас – машини, до яких не ставляться вимоги щодо обмеження рівня шуму, а також машини, які були розроблені до 1985 р. і доведення яких до класу 2 недоцільно;

б) 2 клас – машини експортного виконання та ті, що знову розробляються;

в) 3 клас – малошумні машини з малошумними підшипниками кочення та глушниками вентиляційного шуму;

г) 4 клас – особливо малошумні машини, в яких додатково передбачається знижене використання активних матеріалів та встановлення звукоізоляційного кожуха.

Граничне значення рівнів шуму машин класів 2, 3, 4 повинно бути нижче рівнів шуму машини класу 1 на 5, 10 та 15 дБ, відповідно.

Під час проведення контрольних випробувань приміщення вважається придатним для вимірювання шуму за методом вільного поля, якщо середній рівень звуку збільшується не менше ніж на 5 дБ при двократному зменшенні відстані  від центра джерела до точок вимірювання шуму або середній рівень звуку зменшується не менше ніж на 4 дБ при збільшенні вказаної відстані у двічі. В ідеальному вільному полі без затухання зміна середнього рівня звуку  при збільшенні відстані до  складає 6 дБ відповідно до виразу [4]:

,                                           (3.8)

         де  – відоме значення рівня інтенсивності звуку на відстані  від джерела.

Якщо підлога у випробувальному приміщенні має добре звукопоглинання (коефіцієнт звукопоглинання не менше 0,8), машину розташовують на висоті не менше 1 м над центром підлоги та не ближче 1,5 м від стелі. У випадку, коли підлога має звуковідбиття (коефіцієнт звукопоглинання не більше 0,05), машину розташовують на підлозі або безпосередньо над нею поблизу від її центра. Звуковідбивна підлога повинна виходити за вимірювальну поверхню так, щоб лінійні розміри звуковідбивної поверхні були більші проекції вимірювальної поверхні, яка створена вимірювальними лініями (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – Точки вимірювання шуму електричної машини, (а) вигляд спереду та (б) зверху

Під час вимірювань корпус шумоміра та інші прилади, а також спостерігач повинні знаходитись на відстані не менше 1 м від мікрофона.

Точки вимірювання вибирають на вимірювальних лініях І та ІІ (дивись рисунок 3.1). При визначенні розмірів ,  та d не враховують вихідний кінець вала, коробку затискачів і інші деталі електричної машини, що виступають.

Для машин горизонтального виконання вимірювальна лінія І розташовується на висоті осі обертання машини, для машин вертикального виконання – на половині висоти машини, але не менше 0,25 м для звуковідбивної та 1 м для звукопоглинаючої підлоги. Вимірювальна лінія ІІ в усіх випадках повинна знаходитись у вертикальній площині, яка проходить через вісь машини.

Під час контрольних випробувань вимірювання проводять у точках 1, 2. 3, 4, 5 для машин першої групи (з  м, а також  і ) та в точках 1, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11 для машин другої групи (з  м, а також  та ).

ГОСТ 16372-93 регламентує допустимі рівні шуму електричних машин при вимірюванні на відстані 1 м від зовнішнього контура машини. Тому розмір d при вимірюваннях приймається рівним 1 м.

Після вимірювання рівнів шуму у вказаних точках обробляють результати вимірювань.

Еквівалентний радіус  для машин першої групи:

,                                                  (3.9)

         де  м.

Площа еквівалентної сфери та корегований рівень звукової потужності за шкалою А:

,                                        (3.10)

         де  – вимірюваний середній рівень звуку за шкалою А, дБ;

         К – постійний коефіцієнт (для звуковідбивної підлоги та  для звукопоглинаючої підлоги);

.                                              (3.11)

Рівень звукової потужності в частотних полюсах:

,                                      (3.12)

         де  – вимірюваний рівень звукового тиску в частотній полосі, дБ.

Зведений рівень звуку за шкалою А на опорному радіусі 3 м:

.                                 (3.13)

Виміряні та розрахункові при випробуваннях величини зіставляються з вимогами за допустимим рівнем шуму.

При оцінюванні вібрації електричних машин основною величиною, яка виміряється, є ефективне значення вібраційної швидкості , яке вимірюється в діапазоні від робочої частоти до 2000 Гц. Для електричних машин з робочою частотою обертання до 3000 об/хв. Допускається вимірювання  в діапазоні частот до 1000 Гц.

Визначення ефективного значення вібраційної швидкості допускається проводити за даними спектрального аналізу у вказаному діапазоні частот:

,                                        (3.14)

         де  – ефективне значення вібраційної швидкості, яке отримано під час спектрального аналізу i-ї полоси фільтра, причому перша та остання полоси повинні включати до себе нижню та верхню межі заданого діапазону частот, відповідно.

Значення вібраційної швидкості виражають у мм/с, а вібраційного прискорення – у м²/с. Допускається оцінювати ці параметри в дБ.

Для оцінювання вібрації зібраних електричних машин встановлюється вісім класів: 0,28; 0,45; 0,70; 1,10; 1,80; 2,80; 4,50; 7,00. Індекси класів відповідають максимально допустимій для даного класу ефективній вібраційній швидкості в мм/с.

При контролі вібрації електричних машин їх розташовують на пружній основі, причому додаткова маса пружної основи не повинна перевищувати 10% маси машини, яка проходить випробування.

Вібродавачі повинні жорстко кріпитися до машини або додаткової маси. При випробуваннях електрична машина повинна мати таке положення, як і при нормальній експлуатації.

Перешкоди від зовнішньої вібрації в прийнятих точках вимірювання не повинні перевищувати 25% від нормованої величини , а при вимірюванні рівня вібрації в дБ – 8¸10 дБ, відповідно.

При періодичних та типових випробуваннях вібрацію необхідно вимірювати на підшипникових щитах по вертикальній та горизонтальній осях, а також у напрямку осі обертання, якомога ближче до останньої. Крім того, вимірюється вібрація на лапах або на фланці машини в напрямку, який перпендикулярний до опорної поверхні, у точках, які знаходяться поблизу місць кріплення.

Спектральний аналіз вібрації проводять у точці вимірювання з максимальним значенням вібрації. Контроль вібрації здійснюють при сталій частоті обертання в режимі, який встановлено стандартом на відповідні типи машин. Для багатьох швидкісних машин контроль проводиться за швидкістю, для якої вібрації максимальні.