基于阶次分析的车用交流发电机噪声分析与应用

摘要

随着人们生活水平的日益提高，人们对汽车的保有量也与日俱增。而人们对汽车舒适性的要求也不断提高，汽车发电机的噪声振动问题也引起了大家的广泛关注。早在40年代，学者们就开始对各类电动机的噪声振动进行研究，并取得了显著的成果，但汽车交流发电机作为车上所有用电设备的电力来源，其噪声振动特性研究较少。
　　 本文在现有技术平台的基础上，结合基本的声学理论知识，以阶次分析和频谱分析等信号处理方法对某公司生产的特定型号车用交流发电机的噪声振动特性进行了研究，为车用交流发电机的改进及优化提供依据。其主要研究内容和结论如下:
　　 完成了发电机在加载和空载状态下的A声级测试，通过使用阶次分析方法和频谱分析方法对信号进行处理，得到了两种状态下发电机噪声的主要谐次成分，并确定出电机加载状态下出现噪声极大值的共振转速;在对电机噪声振动的幅频特性分析中，确定了36谐次电磁激振力引起的电机内部结构强烈共振产生的噪声是电机在中低速段加载状态下噪声成分的主导成分，以及确定了引起噪声偏大的主要噪声源与激振力的传递路径;研究了形位公差、物理结构对电机噪声、振动特性的影响，归纳了交流发电机噪声的影响因素，并针对这些影响因素对电机提出了改进措施。
　　 针对电机高速段噪声单频成分过于突出的问题，根据风扇噪声矢量合成法优化了电机风扇扇叶分布;并通过对风扇扇叶结构进行改进和提高转子动平衡精度使电机在高速段噪声整体降低了3-5分贝，电机的温升相对于优化前也有所降低，说明此次优化提高了发电机的可靠性。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究目的及意义

1．2 课题国内外研究现状

1．2．1 电机噪声分析与控制研究现状

1．2．2 阶次跟踪分析研究现状

1．3 课题主要研究内容

第二章 车用交流发电机及声学相关理论

2．1 车用发电机的结构和工作原理

2．2 发电机的主要噪声源及特征

2．2．1 电磁噪声

2．2．2 机械噪声

2．2．3 空气动力噪声

2．3 电机噪声的分析方法

2．4 声学相关理论

2．4．1 噪声的物理度量

2．4．2 计权网络

2．4．3 噪声的叠加

2．5 本章小结

第三章 基于阶次分析的噪声试验测试

3．1 阶次分析

3．1．1 基于二次曲线拟合计算的阶次跟踪技术

3．1．2 基于Gabor时频滤波技术提取阶次分量简介

3．2 噪声振动测试实验简介

3．2．1 测试标准

3．2．2 测试方法与设备介绍

3．3 交流发电机噪声测试分析

3．3．1 各电机的A声级测试

3．3．2 电机在恒压加载状况下的阶次跟踪谱分析

3．3．3 电机在空载状态下的阶次跟踪谱分析

3．4 本章小结

第四章 交流发电机噪声源的分析与实验研究

4．1 电机转速在1800rpm附近的噪声源分析

4．2 电机转速在2400rpm附近的噪声源分析

4．3 电机转速在3400rpm附近的噪声源分析

4．4 交流发电机电磁噪声的影响因素

4．4．1 形位公差对发电机结构振动和噪声的影晌

4．4．2 定转子间气隙加大对噪声振动的影响

4．4．3 罩盖喷塑、整流器与后端盖加隔振垫对噪声振动的影响

4．4．4 改进后电机噪声测试

4．5 本章小结

第五章 通风有调噪声分析及高速段的降噪措施

5．1 前后扇叶对通风噪声贡献的对比

5．2 风扇单频噪声矢量合成方法研究

5．2．1 单叶片噪声

5．2．2 矢量合成方法

5．3 优化风扇的单频噪声

5．3．1 优化原则

5．3．2 优化方案

5．4 高速段降噪措施

5．4．1 实验验证

5．4．2 实验结论

5．5 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢