室内机空调器噪声的控制与优化

２０１４．Ｎ０　０６　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｎａｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　机械与自动化　室内机空调器噪声的控制与优化　吴中伟吴彦东　（广东美的暖通设备有限公司．广东　佛山　５２８３ｌ１）　摘要：本文以某款室内机噪声及异音的整改为例，理论结合实际分析了室内机空调器常见噪声的类型及根源，并提出了具体　的整改措施及结构优化，为噪声的控制与优化奠定了基础　关键词：噪声；异音；风机风道；结构优化；频谱分析　中图分类号：ＴＢ５３５文献标识码：Ａ文章编号：１００３—５１６８（２ｏ１４）１　１－０１４４—０２　Ｏ前言　空调器，尤其是室内机空调器的噪声是影响其舒适性指标　的重要因素，也是评价空调器质量品质的重要指标之一。随着经　济的发展和生活水平的不断提高，人们对空调器噪声指标要求　越来越高，空调行业的竞争更加激烈，空调产品除了必须有好的　性能和安全指标之外，低噪声、高音质则是提高产品市场竞争力　的重要指标之一。本文以某款室内机空调的噪声整改为例，结合　我司目前的设计工艺现状，着重介绍了一般室内机空调器的噪　声控制与优化。　１产品噪声描述　ＫＦＲ一５０Ｖ／ＤＸ是为碧桂园酒店客房专门定制的室内机．采　用的是上排下回送风结构，其主要特点是风机安装在排气口，回　风风道较长。风机系统的基本配置为：永安ＹＤＫ３０—６Ａ电机，伊　利达ＳＹＺ１０—７Ｉ风机系统。该室内机在送风模式下存在以下症　状：（１）低频“嗡嗡”声：（２）不连续的送风声。　２分析与整改　在送风模式下，室内机不存在室外机振动噪声传递干扰问　题．因此在分析送风模式下的噪声时，重点应当放在室内机的动　力部件。对于ＫＦＲ一５０Ｖ／ＤＸ室内机而言，动力部件只有电机和风　机系统，因此在后续的整改与分析中，应当首先从这两个方面着　手。　２．１消除异音　异音是指让人感觉不舒服，没有韵律的离散噪声，反映在　噪声频谱中主要指存在与相邻频带大小差距较大的频带的噪　声。异音的存在能够明显降低音质，影响产品的舒适性，应当尽　量消除避免。　该室内机在送风模式存在低频“嗡嗡”声，图１为ＫＦＲ５０Ｖ／　ＤＸ老板机送风模式下的噪声频谱。从图中可以看出，在１００Ｈｚ　及其谐波处存在突变。　图ｌ　送风模式下的噪声频谱图　一般而言，比较明显的异音反应在噪声频谱上，就是噪声　的某些频率成分ｆ特别是小于５００Ｈｚ的低频）高于其它相邻频率　成分１０ｄＢ（Ａ）以上。为了进一步确认１００Ｈｚ频带的突变是否是产　生异音的主要频率，我们将该频带的噪声值与邻近１２５Ｈｚ频带　的噪声值进行了对比，发现１００Ｈｚ频带的噪声值为２６．０２ｄＢ（Ａ１，　１２５Ｈｚ频带的噪声值为１０．１４ｄＢ（Ａ），差值为１５．８８ｄＢ（Ａ）．可以看　出，１００Ｈｚ频带处的噪声高出其邻近频带１０ｄＢ（Ａ）以上，是低频　１４４　“嗡嗡”异音的主要频率。　室内机在送风模式下唯一的动力部件就是电机．因此低频　异音有可能是由电机运转不良所致。电机产生的噪声可分为机　械噪声和电磁噪声，其中机械噪声主要是由于电机运行过程中　的转子偏心、轴承受损或者润滑不良所致，该噪声的主要特点是　频率随着转速的提高而增大，其频率特征如式１。　ｆ＝ｎ／６０　ｉ　ｆ１１　式中：ｎ一电机转速；ｉ一谐波的几次，ｉ＝ｌ，２，３…　电机的电磁噪声是由于定子转子之间存在较小的气隙间　隙，作用在电机定、转子空气隙中的交变磁场力使定转子产生振　动和噪声，其频率特征如式２。　ｆ＝ｍｆ０（ｍ为偶数）　或ｆ＝ｍｆ０＿＋２ｓｆ０ＩＴＩ为奇数）　（２）　式中：ｆ０一电源频率；ｓ一电机转差率；ＩＴＩ一谐波次数。　由于室内机异音的频率并不随着转速的提高而增大，因此　可以排除电机机械噪声。该室内机配备的电机交流电频率为　５０Ｈｚ，突变异音的频率１００Ｈｚ恰恰是其气隙电磁噪声的二次谐　波，可以推测，该电机应该是产生异音的根源。　解决措施：要求电机厂家对电机进行整改，工艺改善，电机　端盖车止口．保证定子铁芯跟转子的同轴度，从而保证定、转子　的气隙均匀度，改善电磁噪音。　２＿２降低气动不连续噪声　空调器不连续的气动噪声决定于进　气体的稳定状态、风　机风道的设计及叶片的数量。进出风气体的扰动，气体与物体的　相互作用均可以导致气体紊乱，从而导致不连续的气动噪声。叶　片在自由空间旋转时，对于叶片邻近的某固定空间位置来说，每　当一个叶片通过时，空气受到叶片及其压力场的激励，压力就会　起伏变化一次，旋转的叶片不断地逐个通过，相应逐个地产生脉　冲，向周围辐射不连续的噪声，其频率特征主要由转速和叶片数　量所定，具体公式如式３。　ｆ－ｎ　ｚ　ｉ／６０（３、　式中：ｆ＿风轮脉动频率：ｎ一风轮转速；ｚ一叶片数量；ｉ一谐波阶　次　图２　ＹＳＺ１０—７Ｉ风轮组件　从上面可以看出，不连续的气动异音是由多种原因造成。　实际生产中，只能通过结构优化或者匹配风机风道来降低那些　２０１４．Ｎ０．Ｏ６　机械与自动化　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈｅｎａｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　炸弹的制导化改装结构分析　张香华谢静　（中国空空导弹研究院，河南洛阳４７１００９）　．　摘要：本文对炸弹的制导化改装刚度进行了仿真计算，并提出多种改进方案，通过对各种方案的计算结果进行对比，得出能有　效提高连接刚度、降低测点响应功率谱幅值的一种设计方案，为产品的工程设计提供了理论依据。　关键词：制导炸弹；连接刚度；功率谱　．　中图分类号：ＴＪ５５文献标识码：Ａ文章编号：１００３—５１６８（２０１４）１１－０１４５—０２　从近几年发生的局部战争来看、巡航导弹虽然具有较强的　１理论分析　精确打击能力，但其造价高，大大增力Ｉ１了军费开支。于是，为了完　．１．１连接刚度的影响　成既能进行精确目标打击，又能降低成本，一种精确、高效、廉价　（１）对整体固有频率的影响。在舱段交界部位，由于连接面　的空地武器——制导炸弹就应运而生。　和接头的存在，使得该局部的刚度降低，削弱了总体的刚度，使　制导炸弹是在普通炸弹上安装导引头、惯导系统与卫星导　得整体固有频率下降。连接刚度影响的大小取决于舱段连接部　航系统（１ＮＳ／ＧＰＳ）以及气动力控制装置等精确制导装置。相比普　位的结构形式、安装质量和连接部位在弹体上所处的位置，一般　通炸弹，制导炸弹提高了精度，增加了投放距离，改造成本较低，　来说，在导弹弹体中部的接头影响更为突出。　只需将普通的航空炸弹加装上精确制导组件，即可完成与巡航　（２）对振型的影响。一方面是幅值的改变，连接部位削弱了　导弹一样的精确打击任务．因此受到了，世界各国的青睐。　结构上的局部约束，使振型曲线斜率有所改变，振型趋于平缓；　炸弹的制导化改装后，由于增加了制导尾舱，使质心后移，　但由于连接部位刚度降低，造成整体刚度的不连续性。而使振型　在舱段的连接处如果处理不当，会很大程度地降低整个系统的　在连接部位可能出现转折。另一方面是节点的移动，连接部位的　刚度．直接关系到系统的响应功率谱，使功率谱幅值变大，从而　刚度直接影响整体的刚度分布，使得总体上惯性力和弹性恢复　导致弹体在飞行过程中舱体内设备损坏或工作状态变坏、失灵，　力的相对分布发生了变化，可能使振型节点位置移动。　甚至整个飞行失败。　（３）对能量传递的影响。从空间域考虑：试件结构刚度基本　明显影响人体舒适度的异音，而无法完全消除。　综上分析．回风状态不平衡是导致气动不连续噪声的主要　此款室内机采用的是ＹＳＺ１０—７Ｉ内嵌电机型风轮组件。由　原因，通过在无电机侧增加纸板可以平衡两侧压力，减小不连续　于回风口一侧装有电机（见图２）。回风面积相对另一侧减小，造　气动噪声。但是增加纸板后，风机转速增高了（单相异步电机及　成两侧回风阻力、压力和速度失衡，在出风交界处相互干扰产生　离心风机特性所致），导致噪音值加大，因此在噪声控制与优化　较多的紊流或湍流，从而引发气动不连续噪声。　中，要根据具体问题加于整改，对于本案例，不连续气动噪声对　为了证实这一点，我们采用夸大法检测。打开无电机侧的　音质的影响并不突出，因此增加纸板不适合此案例。　侧板．人为加大风机两侧的回风不平衡。在此状态下，规律性不　３总结　连续噪声明显加大，同时噪声也明显升高，证明了我们上面的推　综上所述．消除异音控制噪声好的的途径就是优化结构设　测．正是由于两侧回风阻力不同造成的不连续噪声。　计和匹配选型，从根源上优化空调器噪声。如果产品已经定型不　要想消除此类噪声，只有平衡两侧回风状态，有两种方法　能进行结构优化，只能通过改变局部阻尼，粘贴吸声材料来控制　可以实现：一是扩大电机侧回风面积，将风轮适当远离电机，不　和优化噪声。　连续气动噪声并没有得到缓和。这Ｉｊ丁能是因为偏移风轮后一方　面无电机侧与侧板距离过小，回风速度过大；二是不改变风轮与　参考文献：　侧板的距离，缩小无电机侧的回风面积，使两侧回风达到平衡，　【１】刘元峰，赵玫，等．家用空调器减振降噪研究综述与展望　如图３所示，在无电机侧增加了同电机大小相同，形状相似的纸　ｌ　Ｊ１．振动与冲击，２００５，２４（４）：１２０—１２２．　板。安装完毕后，在原工况下运行送风模式，不连续气动噪声有　［２］杨劲松．浅谈空调压缩机的噪音试验［Ｊ］．汕头科技，１９９５　明显减小。不连续气动噪声没有完全消失的原因，可能是由于离　（４）：４６－４８．　心风轮叶片数目有限引发的旋转噪声所导致的。　［３］胡俊伟，丁国良，等．空调器室内机气动噪声模拟［Ｊ】．机械　工程学报，２００４．１１，４０（１１）：１８８—１９２．　［４］赵良省．噪声与振动控制技术［Ｍ］．化学工业出版社，　２００４，５．　图３安装纸板后的回风口　１４５