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大型泵站低噪聲電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)分析及噪聲測(cè)算

文檔作者：潘志軍１彭偉林２方芳３胡晶４文檔來源：１．杭州市南排工程建設(shè)管理處２．中國電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院０１４；３．浙江江能建設(shè)有限公司４．杭州市林業(yè)水利局信息中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年08月30日
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第２９ 卷 第５ 期
２０１７ 年１０ 月
浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)
Ｊ．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖ ｏｆ Ｗａｔ．Ｒｅｓ ＆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗ． ＶｏＯｌ．ｃ２ｔ９． ２０１Ｎ７ｏ．５ ＤＯＩ： １０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－７０９２．２０１７．０５．０１７
大型泵站低噪聲電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)分析及噪聲測(cè)算
潘志軍１，彭偉林２ ，方 芳３ ，胡 晶４
（１．杭州市南排工程建設(shè)管理處，浙江杭州 ３１００２０；２．中國電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，浙江杭州３１００１４；
３．浙江江能建設(shè)有限公司，浙江杭州 ３１０００２；４．杭州市林業(yè)水利局信息中心，浙江杭州 ３１００１４）
摘 要：杭州三堡排澇泵站因地處錢江新城核心區(qū)域，對(duì)泵站排水運(yùn)行時(shí)的噪聲提出了嚴(yán)格的控制指標(biāo)．通過綜合
考慮噪聲源、傳播途徑、接受者防護(hù)等因素，并對(duì)泵站運(yùn)行時(shí)最大噪聲源電動(dòng)機(jī)的降噪措施分析，從電動(dòng)機(jī)噪聲形
成機(jī)理著手，利用計(jì)算機(jī)有限元建模對(duì)電磁過程進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算，驗(yàn)證電動(dòng)機(jī)制造設(shè)計(jì)預(yù)估噪聲值符合控制指
標(biāo)．經(jīng)電動(dòng)機(jī)噪聲實(shí)測(cè)值證明，電磁過程仿真計(jì)算有效、準(zhǔn)確，可在電機(jī)制造設(shè)計(jì)中應(yīng)用．
關(guān)鍵詞：泵站；電動(dòng)機(jī)；噪聲；設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：ＴＶ７３４ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ 文章編號(hào)：１００８ －５３６Ｘ（２０１７）０５－００７０－０６
Design Analysis and Noise Calculation of Low－noise Motor in Large Pump Station
ＰＡＮ Ｚｈｉ－ｊｕｎ１ ， ＰＥＮＧ Ｗｅｉ－ｌｉｎ２ ， ＦＡＮＧ Ｆａｎｇ３ ， ＨＵ Ｊｉｎｇ４
（１．Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｎａｎｐａｉ Ｐｒｏｊｅｃｔ ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００２０， Ｃｈｉｎａ； ２．ＰｏｗｅｒＣｈｉｎａＨｕａｄｏｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１４， Ｃｈｉｎａ； ３．Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｊｉａｎｇｎｅｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１０００２，
Ｃｈｉｎａ； ４．Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｈａｎｇｚｈｏｕ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ Ｂｕｒｅａｕ ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１４， Ｃｈｉｎａ）
Abstract：Ｓａｎｂａｏ Ｄｒａｉｎａｇｅ Ｐｕｍｐ Ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈａｎｇｚｈｏｕ ｉｓ ｌｏｃａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ａｒｅａ ｏｆ Ｑｉａｎｊｉａｎｇ Ｎｅｗ Ｔｏｗｎ ｗｉｔｈ ｓｔｒｉｃｔ ｎｏｉｓｅ
ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｐｕｍｐ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｎｏｉｓｅ ｓｏｕｒｃｅｓ ， ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｒｏｕｔｅｓ， ｒｅｃｅｉｖｅｒ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ
ｏｔｈｅｒ ｎｏｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｔａｋｅｎ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔ ．Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｎｏｉｓｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ ｎｏｉｓｅ
ｓｏｕｒｃｅ ｍｏｔｏｒ ｉｎ ｐｕｍｐ ｓｔａｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｎｏｉｓｅ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ．Ｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ
ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｂｙ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ （ＦＥＭ）， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｎｏｉｓｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ａｇｒｅｅｓ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ．Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｍｏｔｏｒ ｎｏｉｓｅ ｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｉｍ －
ｕｌａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｍｏｔｏｒ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ．
Key words：ｐｕｍｐ ｓｔａｔｉｏｎ； ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｍｏｔｏｒ； ｎｏｉｓｅ； ｄｅｓｉｇｎ
收稿日期：２０１７－０４－１２
基金項(xiàng)目：浙江省水利科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目（ＲＢ１６１３）
作者簡(jiǎn)介：潘志軍（１９７６ －），男，浙江慈溪人，高級(jí)工程師，從事
水利工程設(shè)計(jì)研究和建設(shè)管理工作．
泵站建設(shè)在城市核心區(qū)，泵站運(yùn)行時(shí)噪聲必須
控制在批準(zhǔn)噪聲指標(biāo)以下．目前國內(nèi)已建成的水泵
機(jī)組斜軸布置的大型泵站中，治理噪聲可借鑒的經(jīng)
驗(yàn)較少，泵站前期建設(shè)階段從噪聲源和噪聲傳播途
徑兩個(gè)方面提出并優(yōu)化噪聲控制的針對(duì)性綜合措
施［１ －２］ ，控制噪聲源方法是降低噪聲的最有效、高性
價(jià)比的方法［３ －４］ ．經(jīng)過對(duì)浙江省同類型的鹽官泵站
運(yùn)行噪聲現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，甄別噪聲源頭，研究設(shè)計(jì)降低
大型同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行噪聲的方案，最大限度地降低
泵站運(yùn)行噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響．
杭州三堡排澇泵站主廠房?jī)?nèi)主機(jī)層和裝配場(chǎng)
相連，長(zhǎng)６９．４４ ｍ，總體寬度為５１．５ ｍ．設(shè)計(jì)水泵４
臺(tái)，總排澇流量２００ ｍ３ ／ｓ，規(guī)模位列全國大型泵站
前列．選配Ｔ３３００ －８／１７３０ 型同步電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速
７５０ ｒ／ｍｉｎ，電動(dòng)機(jī)功率３ ３００ ｋＷ．水泵為３５６０ＺＸＱ５０ －
４．０５ 型軸流泵，額定轉(zhuǎn)速１１５．４ ｒ／ｍｉｎ，斜３０°安
裝，兩級(jí)圓柱齒輪箱減速器高速軸與同步電機(jī)相
連，低速軸與水泵相連．泵站內(nèi)４ 臺(tái)機(jī)組斜式一字
布置，機(jī)組運(yùn)行時(shí)噪聲疊加，情況復(fù)雜，多臺(tái)水泵
萬方數(shù)據(jù)
同時(shí)運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生噪
聲污染．
1 電動(dòng)機(jī)噪聲控制指標(biāo)和降噪設(shè)計(jì)
分析
前期同類型泵站兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行噪聲經(jīng)過
實(shí)測(cè)表明廠房?jī)?nèi)電動(dòng)機(jī)最大聲源強(qiáng)度超過９０ ｄＢ
（Ａ），推算４ 臺(tái)水泵同時(shí)運(yùn)行噪聲增幅為２ ～５ ｄＢ
（Ａ）［５］ ．監(jiān)測(cè)結(jié)果反映出該泵站噪聲已大于泵站設(shè)
計(jì)規(guī)范與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，且電動(dòng)機(jī)邊測(cè)得噪聲最
大，實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)（見表１）．泵站建設(shè)環(huán)評(píng)批復(fù)中要
求執(zhí)行《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ＧＢ３０９６—２００８）［６］ ，運(yùn)
行期執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)（見表２）．同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)噪聲主
要為機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)噪聲、空氣動(dòng)力噪聲和定子電磁噪聲
等，互相影響且疊加．同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)空氣動(dòng)力噪
聲限制采取優(yōu)化定子內(nèi)部風(fēng)路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、定子冷卻
由風(fēng)冷改為空水冷冷卻方式、定子內(nèi)壁增加吸聲材
料設(shè)計(jì)方法降低噪聲．機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)噪聲限制采用低磨
損的高性能滾珠軸承和降低電機(jī)轉(zhuǎn)速方案．降低轉(zhuǎn)
速設(shè)計(jì)由初選轉(zhuǎn)子６ 極同步電機(jī)改為轉(zhuǎn)子８ 極同步
電機(jī)，轉(zhuǎn)速則由１ ０００ ｒ／ｍｉｎ 降低到７５０ ｒ／ｍｉｎ，轉(zhuǎn)子
８ 極同步電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)與同容量轉(zhuǎn)子６ 極同步電
機(jī)相比，經(jīng)相關(guān)資料和規(guī)范查得，運(yùn)行時(shí)噪聲可以
降低２ ～３ ｄＢ（Ａ）［７］ ．在上述兩方面降噪措施設(shè)計(jì)
基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究電磁噪聲的治理方案，經(jīng)綜合比
選，確定泵站同步電動(dòng)機(jī)型號(hào)Ｔ３３００ ８／１７３０ 和制
造設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)．電動(dòng)機(jī)額定電壓１０ ｋＶ，頻率
５０ Ｈｚ，額定轉(zhuǎn)速７５０ ｒ／ｍｉｎ．定子３ 相繞組，Ｙ 型接
法，定子槽數(shù)１２０，雙層繞組，并聯(lián)支路數(shù)為４．鐵芯
長(zhǎng)度為８６０ ｍｍ，氣隙長(zhǎng)度為１２ ｍｍ，定子外徑為１
５００ ｍｍ，定子內(nèi)徑為１ １２０ ｍｍ，轉(zhuǎn)子４ 對(duì)極對(duì)數(shù)，轉(zhuǎn)
子外徑為１ ０９６ ｍｍ．低噪聲同步電機(jī)研究設(shè)計(jì)方案
力爭(zhēng)把電機(jī)空載運(yùn)行噪聲控制在８５ ｄＢ（Ａ），比規(guī)
范規(guī)定噪聲值約低３ ｄＢ（Ａ）．
表１ 同類型泵站３＃、４＃兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行時(shí)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)噪聲聲級(jí)單位：ｄＢ（Ａ）
測(cè)點(diǎn)位置１＃和２＃機(jī)組中間隔墩２＃和３＃ 機(jī)組中間隔墩３＃和４＃ 機(jī)組中間隔墩４＃機(jī)機(jī)組邊
電動(dòng)機(jī)邊 ８８．０ ９０．５ ８９．８ ９５．６ 齒輪箱邊 ８７．８ ８９．７ ８９．１ ９５．４ 水泵邊 ８５．６ ８７．４ ８６．８ ９１．７ 表２ 泵站運(yùn)行期廠界噪聲執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)單位：ｄＢ（Ａ）
類別夜間晝間適用范圍
４ ５５ ７０ 北廠界（鳳起東路建成后）、東廠界 ２ ５０ ６０ 北廠界（鳳起東路建成前）、西廠界和南廠界 2 泵站同步電機(jī)電磁過程仿真分析
電動(dòng)機(jī)電磁噪聲主要是電機(jī)通電后電磁場(chǎng)產(chǎn)
生的電磁力引起電機(jī)結(jié)構(gòu)部件的振動(dòng)，從而使電機(jī)
定子內(nèi)空氣粒子形成疏密聲波，其大小取決于電磁
力大小、電機(jī)結(jié)構(gòu)件振動(dòng)特性和電機(jī)本身輻射特
性，降低電機(jī)電磁噪聲主要從這三方面考慮［８ －１１］ ．
根據(jù)選定的泵站同步電動(dòng)機(jī)制造設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)，利
用ＡＮＳＹＳ 有限元軟件進(jìn)行電機(jī)機(jī)構(gòu)振動(dòng)特性、電磁
過程數(shù)值仿真，模擬電磁噪聲產(chǎn)生過程并計(jì)算出電
磁力波幅值，驗(yàn)證電動(dòng)機(jī)制造設(shè)計(jì)預(yù)估的噪聲值符
合指標(biāo)．
2．1 定子鐵心（有繞組）模態(tài)的仿真計(jì)算
定子鐵心的網(wǎng)格（見圖１）， 圖中沒有考慮定子
繞組．定子鐵芯模態(tài)計(jì)算時(shí)考慮繞組帶來的影響，
鐵芯自由振動(dòng)時(shí)模態(tài)的計(jì)算結(jié)果（見圖２），徑向電
磁力諧波計(jì)算出０ 階和８ 階，下面僅給出０ 階和８
階的模態(tài)．
圖１ 定子鐵芯網(wǎng)格圖
第５ 期 潘志軍等：大型泵站低噪聲電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)分析及噪聲測(cè)算 ７１
萬方數(shù)據(jù)
圖２ 定子鐵芯模態(tài)振型圖
2．2 磁通密度及其諧波的仿真分析
旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)諧波理論廣泛地應(yīng)用于電機(jī)磁場(chǎng)分
析，可將時(shí)空變化的氣隙徑向磁通密度利用無窮多
個(gè)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的徑向磁通密度波來線性疊加．利
用場(chǎng)路耦合時(shí)步有限元數(shù)學(xué)模型可計(jì)算出每一個(gè)
時(shí)刻的節(jié)點(diǎn)矢量磁位，由氣隙中節(jié)點(diǎn)矢量磁位可求
出氣隙磁通密度．
Br （θ，t） ＝ Σ∞
m ＝－∞Σ∞
n ＝０
Br，mn ｃｏｓ（ωB，n t －mθ ＋θr，mn ）
（１）
式中：m，n—對(duì)應(yīng)空間諧波和時(shí)間諧波的次數(shù)，
均為整數(shù)，m 的絕對(duì)值表示諧波的極對(duì)數(shù)，m 為正整
數(shù)時(shí)表示正轉(zhuǎn)波，m 為負(fù)整數(shù)時(shí)表示反轉(zhuǎn)波；
θ— 空間圓周方向上的機(jī)械角度，（°）；
７２ 浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào) 第２９ 卷
萬方數(shù)據(jù)
t— 時(shí)間，ｓ；Br，mn— 幅值，Ｔ；
ωB，n— 時(shí)間角頻率，ｒａｄ，ωB，n ＝２πfB，n ；
θr，mn— 初始角度，（°）；fB，n— 頻率，Ｈｚ；
r— 徑向分量．
同步電動(dòng)機(jī)空載穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，通過軟件計(jì)算得
到切向磁通密度空間分布結(jié)果（見圖３）．徑向磁通
密度空間分布結(jié)果（見圖４），從分析可以得出電磁
力必會(huì)引起定子振動(dòng)而產(chǎn)生電磁噪聲，在磁通密度
大的地方電磁力也大，且以徑向?yàn)橹?，產(chǎn)生的噪聲
也相應(yīng)增大．同步電動(dòng)機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)磁通密度波的
計(jì)算方法類似，不再贅述．
圖３ 切向磁通密度空間分布圖 圖４ 徑向磁通密度空間分布圖
2．3 磁力密度及其諧波的仿真分析
基于Ｍａｘｗｅｌｌ 應(yīng)力張量理論，用等效磁張力方
法（面積力） 代替體積力方法求出單位面積上的電
磁力，它的徑向分量公式為：
σr ≈ B２r
－B２t
２μ０ （２）
式中：σr— 徑向電磁力，Ｐａ；
Bt— 周向磁通密度，Ｔ；
Br— 徑向磁通密度，Ｔ；
μ０ — 面積，ｍ２．
同磁通密度波一樣，徑向電磁力波也為行波，
因此旋轉(zhuǎn)諧波理論亦適用于電磁力波的分析，可將
時(shí)空變化的徑向電磁力分解為無窮多個(gè)正轉(zhuǎn)或者
反轉(zhuǎn)的徑向電磁力波，徑向電磁力為這些力波的線
性疊加，即
σr （θ，t） ＝ Σ∞
m ＝－∞Σ∞
n ＝０ σr，mn ｃｏｓ（ωσ，n t －mθ ＋θr，mn ）
（３）
式中：m，n—對(duì)應(yīng)空間諧波和時(shí)間諧波的次數(shù)，
均為整數(shù)，m 的絕對(duì)值表示空間階次，m 為正時(shí)表示
正轉(zhuǎn)波，為負(fù)時(shí)表示反轉(zhuǎn)波；
θ— 空間圓周方向上的機(jī)械角度，（°）；
t— 時(shí)間，ｓ；θr，mn— 初始角度，（°）；
σr，mn— 幅值，Ｐａ；r— 徑向分量；
ωσ，n— 時(shí)間角頻率，ｒａｄ，ωσ，n ＝２πfσ，n ，fσ，n—頻
率，Ｈｚ．
同步電動(dòng)機(jī)空載穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，通過軟件計(jì)算得
到切向電磁力密空間分布結(jié)果（見圖５），徑向電磁
力密空間分布結(jié)果（見圖６）．從分析可以得出磁通
密度與電磁力之間存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系，磁力大的地方
圖５ 切向磁力密度空間分布圖 圖６ 徑向磁力密度空間分布圖
第５ 期 潘志軍等：大型泵站低噪聲電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)分析及噪聲測(cè)算 ７３
萬方數(shù)據(jù)
表３ 主要的切向電磁力密諧波
序號(hào)極對(duì)數(shù)頻率／Ｈｚ 幅值／Ｐａ 相角／ｒａｄ 轉(zhuǎn)向
１ ８ １００ ４ ２４８ －２．１７５ ７６ ＋ ２ ８ ２００ ２１９ －１．９２５ ２９ － ３ ８ １ ６００ １９３ ３．１２４ ４６ ＋ ４ ０ １ ５００ １６５ ０ ５ ８ １ ４００ ８８ １．９６１ ４５ － ６ ０ ３００ ８２ －３．１４１ ５９ ７ ８ ４００ ６０ ０．６８４ ２２ ＋ 表４ 主要的徑向電磁力密諧波
序號(hào)極對(duì)數(shù)頻率／Ｈｚ 幅值／Ｐａ 相角／ｒａｄ 轉(zhuǎn)向
１ ０ ０ １４９ ６１２ ０ ２ ８ １００ １２６ ０５０ ２．５４１ ９６ ＋ ３ ８ １ ６００ ２３９ －１．５８３ １２ ＋ ４ ８ １ ４００ ２２７ ０．４２２ ５１ － ５ ８ ２００ ２２４ －０．２６２ ７３ － ６ ０ １ ５００ ９９ －３．１４１ ５９ ７ ０ ３６０ ８８ ０ 的力波相應(yīng)增大．軟件計(jì)算得出的主要切向電磁力
諧波（見表３），徑向電磁力諧波（見表４），表３ 和表
４ 中電磁力諧波按幅值大小排序列出，轉(zhuǎn)向列中，正
號(hào)表示正轉(zhuǎn)波，負(fù)號(hào)表示反轉(zhuǎn)波，P 為極對(duì)數(shù)，Q 為
定子槽數(shù)．通過分析看出低階次電磁力波幅值均在
３００ Ｐａ 以下，電磁力波幅值很小，不會(huì)產(chǎn)生明顯的
電磁噪聲，Ｔ３３００ －８／１７３０ 型同步電動(dòng)機(jī)電磁噪聲
能滿足預(yù)設(shè)控制指標(biāo)．
2．4 采用場(chǎng)路耦合時(shí)步有限元對(duì)該同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)
行空載運(yùn)行仿真計(jì)算
初始設(shè)定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為７４０ ｒ／ｍｉｎ，勵(lì)磁繞組支路
中串入２ Ω的起動(dòng)電阻，且此時(shí)不施加直流電壓，
在０．１ ｓ 去掉起動(dòng)電阻并同時(shí)在勵(lì)磁繞組中加直流
電壓，電壓值控制在２９ ～３０ Ｖ．仿真過程中采用了
變步長(zhǎng)計(jì)算， 在５ ｓ 左右轉(zhuǎn)子遷入同步轉(zhuǎn)速
７５０ ｒ／ｍｉｎ．
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（見圖７），轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩（見圖８），定
子三相線電流（見圖９），轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流（見圖１０）．
同步電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)示波器測(cè)試的空載穩(wěn)態(tài)電流、
勵(lì)磁電流與仿真結(jié)果基本一致．
圖７ 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速隨時(shí)間的變化圖
圖８ 轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩隨時(shí)間的變化
圖９ 定子三相線電流
圖１０ 轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流
７４ 浙江水利水電學(xué)院學(xué)報(bào) 第２９ 卷
萬方數(shù)據(jù)
3 泵站同步電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)噪聲測(cè)
試結(jié)果
根據(jù)確定的同步電機(jī)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行工廠制造，
電動(dòng)機(jī)在工廠制造過程中嚴(yán)格執(zhí)行工藝標(biāo)準(zhǔn)，派駐
廠監(jiān)理進(jìn)行制造過程質(zhì)量控制，確保設(shè)計(jì)先進(jìn)，制
造品質(zhì)一流．經(jīng)過半年工廠制造，在出廠驗(yàn)收時(shí)電
動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行噪聲指標(biāo)比同類型電動(dòng)機(jī)約低５ ｄＢ
（Ａ），在泵站機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行中在同類型泵站的相對(duì)
應(yīng)測(cè)點(diǎn)位置噪聲值約低６ ～７ ｄＢ（Ａ）［１２］ ，１ 臺(tái)機(jī)組
運(yùn)行測(cè)試數(shù)據(jù)（見表５）．
表５ 三堡泵站１＃、２＃機(jī)組同時(shí)運(yùn)行時(shí)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)噪聲聲級(jí)
單位：ｄＢ（Ａ）
測(cè)點(diǎn)位置１＃機(jī)機(jī)組２＃機(jī)機(jī)組３＃機(jī)機(jī)組４＃機(jī)機(jī)組
空載時(shí)電動(dòng)機(jī)邊 ７９．７ ７８．６ ７９．５ ７７．８ 負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)邊 ８８．６ ８７．０ ８８．５ ８７．２ 負(fù)載時(shí)水泵邊 ８４．９ ８６．４ ８６．７ ８５．７ 4 結(jié) 論
通過對(duì)泵站噪聲源的甄別，研究泵站最大噪聲源
同步電動(dòng)機(jī)的噪聲治理設(shè)計(jì)方案，提出同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)
行時(shí)葉片空氣動(dòng)力噪聲、機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)噪聲設(shè)計(jì)降噪方案
后，重點(diǎn)研究電磁噪聲的治理方案．選定電動(dòng)機(jī)制造
設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)方案后，利用有限元建模數(shù)值仿真計(jì)算
得出電機(jī)機(jī)構(gòu)振動(dòng)特性以及仿真電磁過程得出的電
磁力波引起的振動(dòng)幅值來預(yù)估噪聲幅值特性．實(shí)踐證
明，這種方法是可行的，可以為其他低噪聲同步電動(dòng)
機(jī)的制造設(shè)計(jì)研發(fā)提供思路，為建設(shè)同類型環(huán)境友好
型大型泵站工程提供參考和借鑒．
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（上接第６３ 頁）
抗壓強(qiáng)度較未添加該外加劑的抗壓強(qiáng)度有所提高，
劈裂抗拉強(qiáng)度、軸拉強(qiáng)度略有降低，滲水高度略有
降低．由于未添加防滲自愈劑的變態(tài)混凝土本身抗
滲效果能滿足設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)要求，因此添加防滲自
愈劑提高抗?jié)B效果不明顯，抗凍性能略有提高．
5 結(jié) 語
根據(jù)奮斗水庫實(shí)際工程條件，通過中國水科院
的研究，引進(jìn)防滲自愈劑摻入防滲層，變態(tài)混凝土
和大壩混凝土層間結(jié)合砂漿，投入筑壩施工建設(shè)工
程中后，改善了變態(tài)混凝土的和易性，混凝土的凝
結(jié)時(shí)間稍有縮短，力學(xué)性能與不摻相比基本相當(dāng)，
但耐久性能得到提高，特別是抗?jié)B性能提高明顯，
且對(duì)變態(tài)混凝土產(chǎn)生的裂縫具有愈合作用，可以在
防滲抗裂混凝土中推廣應(yīng)用．防滲自愈劑的應(yīng)用是
新型材料在碾壓混凝土筑壩應(yīng)用技術(shù)中的一個(gè)新
臺(tái)階，可為其他類似工程提供參考．
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