DQX系列旋转式压缩机噪声源的理论分析与实验研究

　　压缩机是冰箱的主要部件之一,其在工作时产生较大的噪声.在冰箱的总体噪声中,压缩机噪声占了很大的比重,因此降低压缩机噪声,一直倍受冰箱制造者们的关注.

　　旋转式压缩机是在80年代末期发展起来的,具有广阔的应用前景.但是,由于机械和电磁方面的原因,使旋转式压缩机产生的噪声较大,因此,寻求降低旋转式压缩机的振动和噪声的有效方法,对促进旋转式压缩机的应用,进一步提高我国冰箱的生产水平具有重要意义.

　　1 旋转式压缩机的振动和噪声机理及频谱特性分析

　　一般地,旋转式压缩机的噪声主要包括机械噪声、电磁噪声和制冷剂噪声.机械噪声是由机械不平衡、机械碰撞、滑动引起的,主要通过轴、轴承、壳体向空间传播;电磁噪声是由基波磁通、高次谐波磁通及电磁不平衡引起的,主要通过定子、壳体向空间传播;制冷剂引起的噪声包括射流噪声和气穴噪声,其通过制冷剂、壳体向空间传播.由此可见,旋转式压缩机的噪声源较多,要想有效地降低其噪声,首先必须正确地识别主要噪声源^[1].

　　1.1 机械噪声

　　旋转机械引起的系统不平衡产生的振动和噪声,其频率应是转子转动基频的整数倍,即有

式中fn为转子旋转引起系统不平衡力产生的振动和噪声的频率,f0为转子的转动频率,N为转子的转速.压缩机工作时,由于机体中的阀片、滑片等运动件的敲击会产生频率高于2kHz的突发性噪声,而压缩机各运动部件的相对滑动会产生1.6~2 kHz的摩擦声^[2].

　　1.2 电磁噪声

　　电机的电磁力作用在定、转子的气隙中会产生旋转力波和脉动力波,使定子产生振动而辐射噪声,这类噪声为电磁噪声,它与电机气隙内的谐波磁场及由此产生的电磁力波的幅值、频率、极数以及定子本身的振动特性,如固有频率、阻尼、机械阻抗均有密切的关系,还与电机的声学特性有关.通常,电磁噪声主要是由于电磁力引起的铁心轭部振动,通过机壳传播出去而产生的.电磁力决定于气隙电磁场.由此可见,电磁噪声主要由设计的电气参数和机械参数以及装配工艺决定.一台好的电机应是气隙磁场谐波分量小,产生的径向力幅值小,阶数高,电磁力频率远离定子的固有频率,并保证由铁心传递给机壳的振动削弱到最小的程度.

　　由于基波磁通和高次谐波磁通大致是沿径向进入气隙,它在定子和转子上产生径向力,并因此引起径向的振动和噪声.此外,它还产生切向力矩和轴向力,并因此产生切向和轴向的振动和噪声.单相电机产生切向振动较大,容易辐射噪声.

　　电机切向振动产生的噪声频率为[3]