滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)噪聲與振動

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 壓縮機(jī)工作原理及特點 2
1.1.1 工作原理 2
1.1.2 工作過程 3
1.1.3 特點 5
1.2 壓縮機(jī)的種類 6
1.2.1 單缸壓縮機(jī) 7
1.2.2 雙缸壓縮機(jī) 12
1.2.3 三缸雙級壓縮機(jī) 18
1.3 噪聲和振動類型及降低方法 21
1.3.1 噪聲和振動的類型 21
1.3.2 降低噪聲和振動的基本方法 23
第2章 噪聲控制的基礎(chǔ)知識 26
2.1 聲波、聲源和聲壓 26
2.1.1 聲波 26
2.1.2 聲源 28
2.1.3 聲壓 28
2.1.4 聲波傳播的類型 29
2.2 波動方程 30
2.2.1 運動方程 30
2.2.2 連續(xù)性方程 31
2.2.3 狀態(tài)方程 32
2.2.4 聲波的波動方程 33
2.3 聲波的基本性質(zhì) 33
2.3.1 波動方程的解 33
2.3.2 聲波傳播速度、波長和周期 34
2.3.3 聲阻抗率和介質(zhì)的特性阻抗 37
2.4 聲波的能量、聲強(qiáng)和聲功率 38
2.4.1 聲能量和聲能量密度 38
2.4.2 聲強(qiáng)和聲功率 39
2.5 聲波傳播的基本現(xiàn)象 41
2.5.1 聲波的反射與折射 41
2.5.2 聲波的繞射 43
2.5.3 聲波的疊加與干涉 44
2.6 噪聲的物理量度 45
2.6.1 聲級的定義 45
2.6.2 聲級的計算 48
2.6.3 噪聲的頻譜分析 50
2.7 噪聲的評價 52
2.7.1 響度級和等響曲線 52
2.7.2 計權(quán)聲級 54
2.7.3 等效(連續(xù))A聲級 57
2.7.4 煩惱度 58
第3章 機(jī)械振動的基礎(chǔ)知識 60
3.1 簡諧振動 60
3.2 自由振動 62
3.2.1 單自由度系統(tǒng)的自由振動 62
3.2.2 多自由度系統(tǒng)的自由振動 66
3.3 強(qiáng)迫振動 69
3.3.1 單自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動 69
3.3.2 多自由度系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動 74
第4章 電磁噪聲和振動及控制方法 77
4.1 電磁噪聲和振動的激勵源 77
4.2 三相異步電機(jī)的電磁噪聲和振動 80
4.2.1 正弦波供電時的徑向力波 80
4.2.2 氣隙偏心時的徑向力波 87
4.2.3 電流諧波導(dǎo)致的徑向力波 92
4.2.4 拍頻振動和噪聲 97
4.3 單相異步電機(jī)的電磁噪聲和振動 99
4.3.1 徑向力產(chǎn)生的電磁噪聲和振動 99
4.3.2 切向力產(chǎn)生的電磁噪聲和振動 101
4.4 同步電機(jī)的電磁噪聲和振動 103
4.4.1 基本結(jié)構(gòu) 103
4.4.2 電磁噪聲和振動的產(chǎn)生機(jī)理及特征 105
4.4.3 正弦波供電時的徑向力波 106
4.4.4 氣隙偏心時的徑向力波 112
4.4.5 逆變器供電時的徑向力波 117
4.4.6 齒槽轉(zhuǎn)矩 124
4.4.7 永磁轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩脈動 127
4.5 電磁噪聲和振動的其他激勵源 130
4.5.1 電壓不平衡時的電磁噪聲和振動 130
4.5.2 磁致伸縮的噪聲和振動 130
4.6 定子系統(tǒng)振動分析 132
4.6.1 徑向力波引起的定子振動 132
4.6.2 受迫振動 135
4.6.3 定子系統(tǒng)固有頻率的解析計算法 136
4.6.4 定子系統(tǒng)固有頻率的有限元計算法 138
4.6.5 定子系統(tǒng)固有頻率的實驗測試法 139
4.7 降低異步電機(jī)電磁噪聲和振動的方法 140
4.7.1 選擇合適的定、轉(zhuǎn)子槽配合 140
4.7.2 采用斜槽 142
4.7.3 減小力波 142
4.7.4 保證磁場的對稱性 143
4.7.5 降低定子表面的動態(tài)振動 145
4.7.6 降低脈動噪聲 147
4.7.7 提高加工質(zhì)量和裝配質(zhì)量 147
4.8 降低永磁同步電機(jī)電磁噪聲和振動的方法 148
4.8.1 減小齒槽轉(zhuǎn)矩的方法 148
4.8.2 減小紋波轉(zhuǎn)矩的方法 154
4.8.3 降低徑向力波的方法 155
4.9 降低永磁輔助同步磁阻電機(jī)噪聲和振動的方法 156
4.9. 極弧角度優(yōu)化 157
4.9. 不同磁障跨角組合優(yōu)化 157
4.9. 轉(zhuǎn)子永磁體槽端部切角處理 159
4.9. 磁障不對稱設(shè)計 159
4.9. 定子齒靴切邊設(shè)計 163
4.9.6 實例分析 164
4.10 降低逆變器驅(qū)動噪聲和振動的方法 168
4.10.1 輸出波形正弦化 168
4.10.2 死區(qū)時間補(bǔ)償 168
4.10.3 隨機(jī)PWM法 169
4.10.4 電流滯環(huán)控制 172
4.10.5 在線參數(shù)辨識法 172
第5章 氣體動力性噪聲及控制方法 177
5.1 消聲器 178
5.1.1 消聲器評價指標(biāo) 179
5.1.2 擴(kuò)張室式消聲器 181
5.1.3 亥姆霍茲共振消聲器 187
5.2 排氣噪聲及控制方法 192
5.2.1 排氣噪聲產(chǎn)生的機(jī)理 192
5.2.2 影響排氣噪聲的主要因素 198
5.2.3 排氣噪聲的控制方法 203
5.3 壓縮噪聲及控制方法 219
5.3.1 壓縮噪聲與氣缸內(nèi)壓力的關(guān)系 219
5.3.2 壓縮腔內(nèi)氣體壓力的變化 220
5.3.3 氣缸內(nèi)氣體壓力脈動及頻譜 222
5.3.4 壓縮噪聲與運轉(zhuǎn)頻率及轉(zhuǎn)角的關(guān)系 225
5.3.5 壓縮噪聲的傳遞路徑 226
5.3.6 壓縮噪聲的控制方法 227
5.4 吸氣噪聲及控制方法 231
5.4.1 吸氣壓力脈動噪聲 231
5.4.2 氣柱共振噪聲 234
5.4.3 吸氣壓力脈動對吸氣管的激振噪聲 235
5.4.4 吸氣通道中的渦流噪聲 236
5.4.5 吸氣噪聲的控制方法 237
5.5 氣體共鳴噪聲及控制方法 240
5.5.1 系統(tǒng)氣體共鳴噪聲 241
5.5.2 單腔氣體共鳴噪聲 247
5.5.3 殼體內(nèi)氣體共鳴噪聲的控制方法 253
5.6 雙級壓縮中間腔的氣體動力性噪聲及控制方法 255
5.6.1 中間腔氣體壓力脈動產(chǎn)生的機(jī)理 256
5.6.2 控制方法 256
5.7 氣液分離器的噪聲及控制方法 259
5.7.1 氣液分離器噪聲產(chǎn)生的原因 259
5.7.2 控制氣液分離器氣體動力性噪聲的方法 263
5.8 旋轉(zhuǎn)體的氣體動力性噪聲 265
5.8.1 渦流噪聲 266
5.8.2 笛鳴噪聲 266
第6章 機(jī)械噪聲及控制方法 267
6.1 機(jī)械噪聲形成的機(jī)理 267
6.1.1 撞擊噪聲的形成機(jī)理 267
6.1.2 摩擦噪聲的形成機(jī)理 268
6.1.3 結(jié)構(gòu)振動噪聲的形成機(jī)理 269
6.1.4 滾動轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)的機(jī)械噪聲 270
6.2 排氣機(jī)械噪聲及控制方法 270
6.2.1 排氣閥片的撞擊噪聲 271
6.2.2 排氣閥片的顫振噪聲 276
6.2.3 降低排氣閥撞擊和顫振噪聲的方法 277
6.2.4 排氣閥片固有頻率的測量方法 280
6.3 轉(zhuǎn)子系的彎曲噪聲與振動控制方法 282
6.3.1 旋轉(zhuǎn)不平衡慣性力產(chǎn)生的噪聲及控制方法 282
6.3.2 氣體激勵力產(chǎn)生的噪聲及控制方法 289
6.3.3 不平衡電磁激振力引起的噪聲及控制方法 292
6.3.4 三種不平衡力的綜合影響 297
6.4 轉(zhuǎn)子系軸向竄動與噪聲控制方法 298
6.4.1 軸向竄動產(chǎn)生噪聲的原因 298
6.4.2 轉(zhuǎn)子系受力分析 299
6.4.3 氣體壓力脈動分析 302
6.4.4 降低轉(zhuǎn)子系軸向竄動的方法 305
6.5 軸承噪聲及控制方法 307
6.5.1 滑動軸承噪聲及控制方法 307
6.5.2 止推軸承噪聲及控制方法 314
6.6 滑片與滾動轉(zhuǎn)子的撞擊噪聲及控制方法 315
6.6.1 跟隨性不良導(dǎo)致的撞擊噪聲及控制方法 316
6.6.2 液壓縮脫離導(dǎo)致的撞擊噪聲及控制方法 321
6.7 滑片與滑片槽的撞擊噪聲及控制方法 322
6.7.1 滑片與滑片槽撞擊噪聲產(chǎn)生的原因 322
6.7.2 控制方法 324
6.8 滾動轉(zhuǎn)子與氣缸壁的摩擦和撞擊噪聲及控制方法 326
6.9 滾動轉(zhuǎn)子與上下端蓋之間的摩擦噪聲及控制方法 328
6.9.1 產(chǎn)生的原因 328
6.9.2 影響因素 329
6.9.3 控制方法 330
6.10 降低機(jī)械噪聲的其他方法 330
6.10.1 提高氣缸的剛度 330
6.10.2 選擇合適的焊接方法 330
6.10.3 合理避開主要激振頻率 332
6.10.4 提高制造裝配精度 332
6.10.5 采用強(qiáng)力供油系統(tǒng) 332
第7章 噪聲的傳遞與輻射 334
7.1 壓縮機(jī)噪聲的傳遞路徑 334
7.2 激勵源特性 336
7.3 傳遞路徑特性 338
7.3.1 氣體傳遞路徑特性 338
7.3.2 固體傳遞路徑特性 341
7.4 壓縮機(jī)殼體及附件表面的噪聲輻射 349
7.4.1 壓縮機(jī)殼體表面的噪聲輻射 349
7.4.2 壓縮機(jī)附件表面的噪聲輻射 352
7.5 輻射噪聲的控制方法 352
7.5.1 降低激勵力 352
7.5.2 優(yōu)化傳遞路徑 352
7.5.3 降低結(jié)構(gòu)輻射效率 355
7.5.4 阻尼、吸聲與隔聲 355
第8章 壓縮機(jī)的振動與控制 357
8.1 壓縮機(jī)振動的原因及類型 357
8.1.1 引起壓縮機(jī)振動的原因 357
8.1.2 壓縮機(jī)振動的類型 358
8.1.3 控制壓縮機(jī)振動的主要方法 359
8.1.4 振動參量及振動烈度 360
8.2 壓縮機(jī)的振動分析 362
8.2.1 坐標(biāo)及變量 362
8.2.2 滑片的運動方程 363
8.2.3 滾動轉(zhuǎn)子運動方程 367
8.2.4 偏心輪軸運動方程 369
8.2.5 不平衡力和振動方程 372
8.3 轉(zhuǎn)子系旋轉(zhuǎn)速度波動及控制方法 375
8.3.1 作用在轉(zhuǎn)子系上的阻力矩 375
8.3.2 轉(zhuǎn)子系旋轉(zhuǎn)速度波動 380
8.3.3 減小轉(zhuǎn)子系旋轉(zhuǎn)速度波動的方法 385
8.4 采用轉(zhuǎn)矩控制降低壓縮機(jī)的振動 386
8.4.1 轉(zhuǎn)矩控制法的基本原理 387
8.4.2 PI控制系統(tǒng) 389