16.2. Трансформаторы

Шум трансформаторов определяется магнитострикционным эффектом: сердечник трансформатора постоянно изменяет свою длину под действием периодически меняющейся магнитной индукции. Возникает звуковая вибрация сердечника, которая через масло передается на корпус, и излучается магнитострикционный шум (рис. 16.2), при этом спектр его имеет ярко выраженный низкочастотный характер («гудение»).

Излучаемый уровень корректированной звуковой мощности может быть определен следующим образом (в дБА):

, (16.1)

где L_VA – скорректированный по шкале «А» шумомера уровень виброскорости (рис. 16.3);

l и S₀ – длина и площадь сердечника соответственно; j – коэффициент излучения.

Снижение шума сердечника трансформатора (на 3-4 дБА) достигается при использовании листов железа с повышенным (до 6 %) содержанием кремния, что ослабляет магнитострикционный эффект. Целесообразно уменьшать передачу вибрации путем виброизоляции сердечника с помощью стальных пружин. Снижение шума в случае применения комплекса мер достигает 10 дБА, при этом шум трансформаторов не превышает 70-80 дБА.

Рис. 16.2. Распространение звука, возникающего в сердечнике трансформатора:

1 – сердечник; 2 – масло; 3 – стенка бака; 4 – схематическое изображение звуковой вибрации;

5 – демпфирующий мостик

Рис. 16.3. Зависимость среднего уровня виброскорости L_vA сердечника

из трансформаторного железа от магнитной индукции В

Контрольные вопросы

1. Причины возникновения электромагнитного шума.

2. Что такое магнитострикционный эффект?

3. Источники электромагнитного шума.

4. Какие способы снижения шума используются в электромашинах и трансформаторах?

17. Расчет звука в помещении от наружнего источника

Интенсивность падающего на закрытый проем звука (рис. 17.1) имеет вид

, (17.1)

где R – расстояние от источника шума до проема.

Примем Ω = 4π. Акустическая мощность, излучаемая проемом в помещение, запишется так:

, (17.2)

где τ_пр – коэффициент звукового проема, S_пр – его площадь.

Рис. 17.1. Схема проникновения звука от наружнего источника в помещение:

1 – источник шума; 2 – закрытый проем (остекление); 3 – помещение; 4 – расчетная точка

Интенсивность звука, проникающего в помещение:

. (17.3)

Подставив (17.1) и (17.2) в (17.3), получим

. (17.4)

После логарифмирования обеих частей (17.4) находим:

. (17.5)

где ЗИ_пр – звукоизоляция проема; 10 lg π = 5 дБ, R₀ = 1.

17.1. Расчет структурного звука

В качестве примера рассмотрим образование структурного звука элементами ограждения кабины транспортного средства от источника шума – двигателя внутреннего сгорания, установленного на одной раме с кабиной.

На рис. 17.2 схематически показано проникновение шума в кабину через ее ограждающие конструкции воздушным путем (от корпуса ДВС через стенки звукоизолирующего капота и от выпуска отработавших газов ДВС), а также образование шума в кабине в результате передачи вибрации от ДВС (через его виброизоляторы на раму и далее через виброизоляторы кабины) на ее ограждающие конструкции. Шум, возбуждаемый в результате вибрации ограждающих конструкций, называется структурным звуком.

Рис. 17.2. Схема расчета структурного звука на транспортных машинах:

I – воздушный звук; II – структурный звук; 1 – рама; 2 – звукоизолирующий капот;

3 – ДВС; 4 – виброизоляторы ДВС; 5 – выпуск ДВС;

6 – звукоизолируемая кабина; 7 – виброизоляторы кабины

Шум в кабине представляет собой сумму воздушной и структурной составляющих:

L_каб = 10 lg (10^0,1Lстр + 10^0,1Lв), (17.6)

где L_в – вклад воздушного звука от корпуса и выхлопа ДВС, L_стр – вклад структурного звука.

Структурная составляющая звука в кабине определяется путем суммирования вкладов всех излучающих звук конструкций:

, (17.7)

где L_стр i – уровень звука, излучаемого i – й ограждающей поверхностью кабины; n – число таких поверхностей (стены, потолок, пол и т.д.)