多联变频空调室外机组振动与噪音控制方法综述Word文档下载推荐.doc

1、空调产品振动与噪音控制在产品开发中日益得到重视1。 噪音与振动控制的三个基本要素是源传播途径及受众体用户。本文首先基于振动与噪声源及传播途径综合阐述了多联变频空调室外机组的振动与噪音控制方法。 同时在噪音控制方面除了关注噪音总值噪音品质特性亦是需要重点关注的内容。本文简要介绍了多联变频空调室外机组噪音品质评价方法及控制。 1 室外机组振动与噪音系统分析 了解并分析机组的振动与噪音源及其传播途径是产品振动与噪音控制的第一步然后才能制定针对性的振动与噪音控制方案。 图1显示的是变频空调室外机组的结构包括风机系统1钣金2控制系统3压缩机4油分离器5气液分离器6四通阀7配管8以及换热器等组成。 分析多

2、联变频空调室外机主要的振动与噪声源及其传播途径见图2可以看到 1压缩机及风机系统是空调室外机最主要的2个振动源 2压缩机与所有的振动与噪音主要传播途径均有关联其噪音与振动控制是难点 3室外机压缩机通过制冷剂压力脉动可以影响室内机噪音。 图2同时表明多联变频空调室外机振动与噪音传播途径是复杂的研究每一条传播途径及其影响是不现实的。确定主要振动与噪音源找到最主要的几条传播途径并展开相关工作是切实可行的办法。 不同振动与噪声源分离测试方法是确定主要振动与噪音源及主要传播途径的重要方法。 图 1多联变频空调室外机结构 声强云图测试方法是另一种确定主要噪声源的重要手段其能直观、准确的反映噪声源的分布及贡

3、献近些年来被越来越多的应用在空调产品中。 图 2 多联变频空调室外机振动与噪音源及传播途径分析 需要强调的是由于多联变频空调室外机采用的是变频压缩机及其驱动由此产生新的噪音与振动控制关注点 1压缩机及其驱动辐射电磁噪音 2压缩机低频运转时压缩机本体振动大 以上两个方面也是多联变频空调室外机组振动与噪音控制的主要方向之一是多联变频空调与一般空调在振动与噪音控制方面的主要区别。 图 3 空调机组声强云图测试 2 振动与噪音控制方法综述 基于上述对多联变频空调机组振动与噪音的分析本文从压缩机系统、风机系统以及电控系统三个方面阐述振动与噪音控制方法。 2.1 压缩机系统噪音与振动控制 多联变频空调室外

4、机振动与噪音控制中压缩机系统振动与噪音控制是最复杂、最难解决的。 2.1.1 压缩机系统振动控制 减小压缩机的振动烈度是最有效的振动控制手段特别是在变频压缩机低频运转时变频驱动转矩补偿方法可以有效的改善变频压缩机低频运转振动问题。 除了减小压缩机振动烈度从振动传播路径入手减弱压缩机振动的影响亦是有效的手段。图2显示压缩机振动通过钣金、制冷剂-配管以及配管3条传播途径进行传播因此如下针对性的方法可以有效减弱压缩机对其它系统部件的振动影响 1加强压缩机底部钣金刚度优化匹配压缩机底部橡胶减振垫。钣金表面贴阻尼减振材料也是一种比较直接、有效的方法 2根据压缩机振动特性特别设计压缩机吸、排气管接近压缩机

5、部分比如设计减振弯或采用柔性软管等 3在压缩机排气口增加可以削弱制冷剂压力脉动的装置比如消音器。在多数空调机组中存在的油分离器同时也起到削弱压力脉动的作用。 需要特别强调的是如果系统存在结构共振与配管内声腔共振压缩机系统振动将会被明显放大因此必须避免系统共振的存在。有限元分析的方法及试验模态测试方法是确定系统是否存在共振的主 要手段空调行业中已经有大量应用2。 图4 空调系统结构共振有限元分析 2.1.2 压缩机系统噪音控制 与压缩机系统振动控制方法类似选择辐射噪音小的变频压缩机是最直接的方法。同时理论及试验证明变频驱动器对压缩机辐射噪音特别是电磁噪音也有较明显的影响变频驱动算法载波频率等因素

6、都会明显影响变频压缩机辐射噪音。优化设计驱动器系统可以改善压缩机辐射噪音3。 在实际应用中因为种种条件的限制无法改变压缩机辐射噪音从噪音传播途径方面控制压缩机辐射噪音的影响是唯一的方法。 在图2显示的6条压缩机系统噪音传播途径中 1通过优化设计配管避免结构共振及声腔共振配管辐射噪音便可忽略不计 2压缩机隔音罩及钣金贴消音棉方式能够极大衰减压缩机辐射噪音在空气中的传播。如果压缩机放置在密闭腔室中设计中要尽可能的减小钣金件之间的缝隙、尽可能不要在钣金上开洞否则会极大影响钣金的隔音效果4 3压缩机通过制冷剂-配管-空气传播途径可以影响到室内机噪音辐射需要加强关注。排气口增加消音器是有效的抑制冷剂噪音

7、传播的主要手段。 2.2 风机系统噪音与振动控制 风机系统与周围空气介质直接相通是开放系统。为了保证一定风量确保空调机组的制冷/制热能力基于传播途径改善的吸音、隔音措施不能用于风机系统风噪音控制中噪声源改善是唯一可行的办法。 优化空调系统减小风量及压力损失是最直接、最有效的风噪声减小途径同时优化设计导风筒、出风网罩以及电机支架也能明显改善风噪声 近些年来随着气动声学理论的逐渐成熟气动声学仿真软件应运而生并逐渐应用到风机系统的噪声仿真、优化过程中并取得了一定的成果。 风机系统中交流电机辐射噪音较小通常可以忽略不计。但是如果使用BLDC电机作为风机动力源需要评估电机电磁噪音辐射。 试验证明BLDC

8、电机减振垫能够明显影响电机电磁噪音辐射见图8因此选择合适的减振垫、优化其压缩量可以改善电机电磁噪音辐射。 3003504004505005506006507007508008509009501000Noise Level:dBAFan Speed:rpmBLDC电机减振垫压缩量对风机系统噪音的影响原始压缩量增加0.5圈压缩量增加1圈压缩量增加1.5圈压缩量增加2圈压缩量增加2.5圈压缩量 图5 减振垫对BLDC电机风机系统噪音影响 风机系统振动主要是由风叶引起的在确保系统不存在结构共振的条件下如下方法可以减小风机系统振动 1提高风机动平衡精度 2减小空气流动扰度 为削弱风机系统的振动对周围部件

9、的影响风机电机与支架之间增加减振垫通常是必需的 2.3 电控系统噪音与振动控制 变频电控系统中电抗器会辐射可感知的高频噪音如果设计不当其噪音幅值会很高明显影响人的主观感受。 改善电抗器辐射噪音的方法主要有1选择相匹配的、低噪音电抗器2设计小的隔音罩/消音盒阻断电抗器辐射噪音的传播。如果设计得当电抗器辐射噪音是可以忽略不计的。 2.4 空调系统噪音品质控制 噪音品质反映的是人耳的听觉感知是人的主观判断评价。 音品质控制的第一步是对声信号做出音品质评价。与其它设备一样空调系统音品质评价总体分为两个方面1主观评价2客观评价。 主观评价方法是普遍采用且十分有效的方法其实施方法是一定数量的人员、按照设计

10、好的程 序对声音进行判断给出可接受程度评价或者对不同声音的优劣进行排序然后基于统计分析给出评价结果。多种科学评价方法主要包括评分法、排序法、成对比较法和语义细分法为保证评价结果的合理提供了指导。5 客观评价方法就是利用一些声音客观评价参数或者其综合加权值评定音品质。主要的客观评价参数包括响度、锐度、粗糙度、抖动度和舒适度等。 根据音品质评价结果通过滤波、声频谱特征等确定影响音品质的主要噪音源对其进行控制和调整最终达到音品质优化的目的。 3 结论 本文从振动与噪音源及其主要传播途径入手系统分析了多联变频空调室外机组振动与噪音影响因素并展开讨论了振动与噪音控制方法。最后本文讨论了空调系统音品质评价及其控制。 参 考 文 献 1 刘元峰等.家用空调器减振降噪研究综述与展望. 振动与冲击2005244120-121 2 杨靖.空调器配管的有限元分析.Fluid machinery20023011:61-64 3 S.Laurentiu B.de Fornel. On the Acoustic Noise by PWM AC Motor Drives. AUTOMATIKA. 2003:137-145 4 马大猷等.噪声与振动控制工程手册.机械工业出版社2002276-277 5 毛东兴.声品质研究与应用进展.声学技术2007261:159-164