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1、家用空调压缩机的噪声分析和降噪措施的探讨摘要首先介绍了空调压缩机的基本结构和噪音的基本构成。然后从理论上提出了一些降噪措施,并运用到压缩机的实际产品中。关键词空调压缩机/噪音/消音DISCUSSIONONTHENOISEANALYZINGANDTHEREDUCTIONOFNOISEOFCOMPRESSORUSEDINROOMAIR-CONDITIONERAbstractFirstthebasicconstructionofcompressorusedinroomairconditionerandthebasiccomposi
2、ngofnoiseincompressorareintroduced.Thenbasedonit,somenewmethodstoreducenoiseareproposed,andalsoappliedinarealproducts.KeyWordsRefrigerationcompressor,Noise,NoiseReduction1前言滚动活塞式压缩机,俗称旋转式压缩机,在家用空调压缩机市场上占据着绝对多数的份额。随着行业内各厂家纷纷扩能增产,家用空调压缩机市场在短短几年内迅速从供不应求转化为供大于求[1]。为了应对
3、当前激烈的市场竞争,除了降低成本,提高品质也是一个有效手段。家用空调压缩机的品质指标有很多,但首当其冲的,除了COP,恐怕就是噪音了。在此背景下,本文从压缩机的基本构造入手,对空调压缩机的噪声进行了分析并提出一些降噪措施，然后运用到压缩机的实际产品中。实验证明,改进后压缩机的噪声比改进之前有所降低。2家用空调压缩机的构造图1为典型的家用空调滚动活塞式压缩机[2]的剖面图。在压缩机的主壳体内,固接着电机和压缩机的机械组件,我们将此机械组件统称为机芯。电机[3]通过热套的方法固定于主壳体上部,机芯通过三点焊的方法固定于主壳体下部
4、。机芯中的曲轴与电机的转子热套,驱动活塞高速滚动,完成压缩机的工作行程。主壳体外连一圆筒形部件,称为吸气消声器,又称储液器。图1中的黑色箭头表示制冷剂气体流动的方向。3家用空调压缩机的噪声分析3.1压缩机的噪音分类压缩机的噪音[4]可分为机械噪音、电磁噪音和气体动力性噪音,它们分别简称为机械音、电磁音和流体音。这三种噪音在噪音频谱图上可以说绝大部分相互重叠,基本上不可能只根据某个噪音的频率值就断定其属于哪一类噪音。尽管如此,对于家用空调用压缩机,仍可认为,在50～500Hz频段,以电磁音为主要成分;在500～4000Hz频段
5、,以流体音为主要成分;在4000Hz以上的频段,以机械音为主要成分。在有必要对压缩机噪音种类[5]作出区别标示的情况下,有以下方法可供参考:(1)与转子回转频率相关的,频率为n(1-s)f/P的噪音是流体音或机械音的可能性最大;与电源频率相关的,频率为nf的噪音是电磁音的可能性最大。上式中:f为电源频率,s为转差率,P为电机极对数,n为谐波次数1、2、3、⋯。(2)将压缩机的电源电压在一定范围内(比如±10%)进行调节改变,同时记录压缩机噪音声级的变化。随着电压变化而变化的噪音是电磁音的可能性最大。(3)由于R12与R22的
6、热物理性质不同,在通常的测试条件下(CT:52℃/ET:5℃),各自对应音速也不同。分别为R22:180m/s,R12:133m/s。据此,可以用R12替代R22在同样的压力条件下实施压缩机噪音实验,记录压缩机噪音声级的变化。有相应变化的噪音是流体音的可能性最大。无论是机械音、电磁音还是流体音,它们都是由压缩机内部的某类加振力产生相应类别的振动和噪音,通过各种介质传导至压缩机壳体,再从壳体发射到外部环境。图2给出了一个噪音发生机构与传播途径图解。3.2机械性噪由于气缸间隙的存在而导致的气阀[8]、弹簧、阀座等零部件碰撞、敲击
7、、摩擦、共振及壳体振动而产生的噪声构成了压缩机的机械性噪声。这类噪声带有随机性,呈宽频带特性。对于正常运转的压缩机来说,产生机械噪声的主要原因是:(1)转子系统不平衡产生的振动引起的噪声,该噪声频率是转子转动频率的整数倍，即：式中 fn———噪声频率 f0———转子转动频率 N———0,1,2,⋯(2)压缩机工作时,活塞、阀片等各种运动部件敲击以及各运行部件相对滑动产生的较高频率(1～2kHz)冲击和摩擦噪声,但这类噪声相对低频噪声而言,能量很低3.3电磁噪声 压缩机的电磁噪声[9]主要是由于内置电动机产声生的。电机运转时
8、,基波磁通和高次谐波磁通是沿径向进入气隙,它在定子和转子上产生径向力,由此而引起径向的振动和噪声。此外,它还产生切向力矩和轴向力,从而产生切向和轴向的振动噪声。由理论计算,电机切向振动产生的噪声频率[12]是:式中 m=2,4,6,⋯(偶数) f0———转子的基频 f1———电网频率电机径
