空调电机噪声的测量及分析--吴永华本科学位论文.doc

毕 业 设 计 论 文题 目 空调电机噪声的测量及分析 （院）系 电气与信息工程系 专 业 电机制造及运行 班 级 0211 学号 0201221109 学生姓名 吴 永 华 导师姓名 彭 晓 完成日期 2005年6月20日 湖南工程学院毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 交流电机型式试验及计算机软件的研究 姓名 吴永华 系别 电气与信息工程系 专业 电机制造及运行 班级 0211 学号 0201221109 指导老师 彭 晓 教研室主任 石安乐 一、基本任务及要求： 1 掌握空调器的基本原理； 2 掌握和分析空调器噪声的测量和分析； 3 研究空调器的噪声控制和降低的方法； 二、进度安排及完成时间： 4月19日-4月26日 布置任务、下达任务、具体安排； 4月27日-5月10日 查阅资料、撰写文献综述； 5月11日-5月20日 确定噪声的测量方法和分析途径； 5月21日-5月30日 完成空调器噪声的控制措施； 5月31日-6月15日 撰写毕业设计说明书； 6月16日-6月20日 修订、装订毕业设计说明书； 6月21日-6月26日 毕业设计答辩。 目录 摘要1第1章 空调器的工作原理及结构21.1 空调器的工作原理.21.2 空调器的结构.4第2章 空调电机及其发展62.1 空调电机 .62.1.1 空调压缩机电机.62.1.1.1 工作条件 .72.1.1.2 压缩机的选型及特征 .82.1.2 空调风扇电机 .92.2 空调器的发展 .92.2.1 二氧化碳制冷空调.92.2.2 智能家庭网络中央空调 .92.2.3 双离子空调 .92.2.4 节能空调 .10第3章 空调电机噪声与振动的测量.113.1 噪声的测量 .113.1.1 噪声的测量仪器 .113.1.2 用压缩机的声强法测量 .113.1.2.1 声强测量基本原理和系统组成 .123.1.2.2 声功率测量试验及测量结果133.2 振动的测量 143.2.1 范 围 .143.2.2 引用标准 .143.2.3 术 语 .153.2.4 量 值 .153.2.5 测量仪器 .153.2.6 电机安装 .15 3.2.7 测试条件163.2.8 振动限值.16第4章 空调器的噪声振动分析与控制 .184.1 窗式空调器振动噪声源的分析和控制184.1.1 窗式空调器噪声和振动控制的可行性 .184.1.1.1 控制测试仪器 194.1.1.3 利用金属网罩.194.1.1.4 改变轴流风机的叶数.204.1.1.5 加装隔声板.204.1.1.6 粘贴吸声材料吸声材料.214.2 分体吊顶式空调器室内噪声的分析.234.2.1 噪声源的确定.234.2.2 噪声的频谱分析 . 244.2.3 降噪方案的确定 .254.2.4 消声器的设计与选用.264.2.5 治理效果的评价 .27第5章 空调器降噪总结 .275.1 噪声的一般来源 275.2 空调的降噪措施 28致 谢. . .29参考书. .29湖南工程学院毕业设计空调电机噪声的测量及分析 摘要：随着科技的发展，时代的进步，人们的生活水平日益提高，对各种的家庭电器的质量提出了更高的要求。而噪声是衡量空调器质量的重要指标。 空调器的噪音及风扇电机产生的噪音一是由于空调器对采用直叶风扇,容易产生比较大的气体混流声.风扇电机对采用交流电机,其交流噪音也是一个噪声源.二是压缩机发出的噪音.普通空调多采用交流压缩机,早期的变频空调采用单相转子交流变频压缩机,其震动与噪音均较大.即使采用双相转子交流变频压缩机.其噪音与振动仍然会有一些,尤其是窗式空调器.而分体式空调器由于室外机与室内机分置,所以相对好些.三是风道 、管路、 和安装固定件产生的噪音.由于风道、 管路和钣金件设计的局限性,再加上装配工艺的不同,有时会加大空调器工作的噪音.本论文就抓住以上几点，从空调的结构和原理入手，找到控制空调器噪声的关键所在，在根据分析测量所得的数据，提出降低噪声的措施。论文主要包括以下几个部分：第一、二章，概括讲述了空调器系统的结构、工作原理及发展的概况；第三章，详细讲述了空调器电机的噪声、振动测量；第四章，详细讲述了空调器的噪声振动分析与控制。第五章，总结了降低空调器噪声的措施。关键词：空调器原理 噪声测量 噪声分析控制 第1章 空调器的工作原理及结构 1.1 空调器的工作原理 1.1.1制冷系统制冷系统中的部件主要有压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器。压缩机用来驱使制冷剂，使它在系统中流动，进行制冷循环。压缩机中流出的高温、高压制冷剂，在冷凝器中冷却，转化成高压中温的液态制冷剂，完成液化过程。干燥过滤器的作用是去除制冷剂中的杂质和微量水分，便于制冷剂顺利通过毛细管。毛细管是制冷系统中的节流元件，用来控制制冷剂的流量，从而控制其蒸发温度、蒸发压力和冷凝压力。从毛细管出来的低压制冷剂，在蒸发器中汽化、吸热，完成与周围环境的热交换，使环境温度降低，达到制冷的目的。制冷剂通过蒸发器后，自身温度升高，重新进入压缩机，开始新的制冷循环。1.1.2 通风系统通风系统的任务是完成空调器的热交换，为蒸发器与冷凝器提供空气热交换条件，以达到调节空气温度的目的。通风系统的主要部件有：风扇、风扇电机、风道、空气过滤网。由于工作场合与要求不同，空调器中使用的风扇有多种形式。窗式空调器室内侧和柜式空调器室内机组常使用离心风扇；分体挂壁式空调器室内机组常使用贯流风扇；窗式空调器室外侧和分体式空调器室外机组的通风系统则常使用轴流风扇。 风扇电动机是风扇的动力，为配合不同风扇的运转，空调器内要使用多个电动机。风道并不是一个部件，而是空气进、出空调的通道。为提高空调的效率，风道的构造形式要经过精心的设计，不但能使气流的畅通，同时要保证冷、热气流的隔绝。通风系统中，设置空气过滤网是为了对空气进行净化处理。 1.1.3 电气控制系统 空调器的电气控制系统，可以看成是由两部分组成，一部分是供使用者设置、操作的，这部分包括安装在面板上的开关、旋转，遥控器和他们的相应电路；另一部分是为保证空调器自身工作稳定而设置的控制电路。 1.1.4 箱体 箱体是空调器的基本框架，它为制冷系统、通风系统、电气控制系统提供存放空间。空调器使用中，箱体的损坏多有震动、碰撞造成，也会因此引起制冷与控制故障。1.1.5空调器的制、冷原理各种类型的空调器，尽管它们的构造、功能乃至价格会有很大的差异，但是在一般使用中，制冷总是空调器的基本功能。目前,空调仍普遍使用”氟利昂”制冷剂,常用的型号是R22.制冷剂在压缩机中被压缩成为高温高压的过热蒸气,进入风冷式冷凝器.在冷凝器中经过冷却,制冷剂的状态发生变化,有高温高压的过热蒸气变为中温的液体.冷凝后的液态制冷剂进入毛细管中节流减压,为在蒸发器中进行汽化创造条件.在蒸发器中液态的制冷剂全部汽化为低压的气体,同时从外界吸收热量.这时蒸发器的温度必定低于环境温度,即为冷却器.蒸发器中的制冷剂由气、液共存状态,变为饱和蒸气,最后变为0.5MPA左右的低压过热的蒸气. 在被吸回压缩机的过程中,制冷剂蒸气仍然从外界吸收热量进行汽化,因此压缩机的吸气管也是低于环境温度,用手触摸感到有些凉.而压缩机的排气管内是高温高压的制冷剂过热蒸气,故而其外表温度比环境温度高,用手触摸的感觉是热的,.空调器不仅能制冷,有的还能制热.常见的空调器制热方式有两种:热泵制热和电加热,也可以将两种方式同时使用.热泵制热空调器作为冷气机时,制冷系统的蒸发器吸收热量,向室内吹出冷气,而通过冷凝器向室外排除热量.可以设想,如果把空调器的室外部分放在室内的话,不就变成室内吹出的是热风,可以在冬季取暖.这就是热泵式空调器的工作原理.为了克服热泵型空调器在严寒地区冬季使用的局限性,常使用两种解决方法:一种是在热泵型空调器上附加一个电加热器,作为辅助加热;另外就是完全采用电热元件供热.热泵型空调器中的辅助电加热器,仅仅能起到保证热泵工作的作用,在室外极冷的实际加热效果并不理想,真正解决冬季供暖还是要靠电加热型的空调在冬季完全靠电热器供暖,常采用电热丝或电热管作为热元件.1.1.6 除湿 在炎热的夏天,空气温度高,湿度大,使人感到闷热.所以在使用空调器降低室内气温的同时，也希望它有除湿的作用. 除湿的条件是要有冷的物体使空气中的水蒸气表面上凝聚,形成水珠.空调器中的蒸发器在制冷循环时表面温度很低,如果在设计上采取一些措施,将它表面的冷凝水及时收集排出,房间里的空气湿度就会降低.当蒸气器表面温度低于空气的露点温度时,空气中的水蒸气就变成水珠附在其表面,并沿着翘片间隙流下,掉入水盘中.1.1.7 通风与净化 我们希望空调器送出的冷风不但是温度适宜,而且要强弱适当,干爽宜人,所以空调器设计有风量 风速调节装置和空气净化装置. 为保证通风质量,在满足排风量的前提下,尽量实现低噪 节能的要求,空调器通风系统使用多种形式风扇,这些风扇都用电动机做动力,习惯上统称为 “风机”.空调器中的风机包括室内机的多叶低噪声风扇 、贯流风扇 、离心风扇、 室外机的轴流风扇等. 空气过滤器是空调器的净化装置,它可以滤空气中的灰尘.通风系统运转时室内空气得以循环,起到冷却、降温、除湿和净化作用.1.2 空调器的结构空调器的种类很多,按结构形式分类,一般可以分成 “窗式空调器”和 “分体式空调器”两类窗式空调器”的所有部件装在一个整体机箱内,按它的安装方式分为:吊顶式挂壁式、落地式、天井式、嵌入式等.分体式空调器是有室内机和室外机组成的,两个机组分别安装在房间内外.1.2.1 窗式空调器的结构窗式空调器由箱体、制冷系统、通风循环系统、电控系统以及辅助器件等组成。其中，箱体包括:面板、箱壳、底盘、隔板、支架等:制冷系统包括:压缩机、蒸发器、冷凝器、过滤器、毛细管;通风系统包括:电动机、离心风扇、轴流风扇、风道。制冷系统和通风系统均安装在底盘上，整个底盘安装在箱壳里。窗式空调器的结构如图1-2所示。 1.蒸发器 2.感温包 3底盘4.离心风扇 5.控制面板6.冷气出口 7.轴流风扇8.压缩机 9.冷凝器10.箱壳 图1一2.窗式空调器的结构窗式空调器的制冷系统由压缩机、蒸发器、冷凝器、毛细管以及把所有元件连接起来的管路组成。空调器用的压缩机通常是全封闭式压缩机，即制冷压缩机和电动机全部装在同一密封铁壳内的电动压缩机。窗式空调器有蒸发器(室内)和冷凝器(室外)两种热交换器。制冷剂在压缩机的作用下，在热交换器内由气态变为液态，再减压蒸发，由液态变为气态，不断循环而吸热或放热，实现热量的转移。制冷剂经过冷凝器后的压力、温度均高于蒸发器蒸发所需的压力和温度，在两者之间有一减压装置，即节流装置。节流装置既可调节压力和温度，又可调节燕发器的供液量。空调器中的节流装置主要采用毛细管节流，毛细管为内径1-2mm左右的紫铜管。空调器处于制冷工作状态时，制冷剂(一般为R22)经压缩机压缩后，变成高温、高压气体排入冷凝器，在风扇的作用下，散发出热量，凝结成液体(约50, 18. 62Mpa )，此液体经毛细管节流减压，成为易于气化的流体进入燕发器中，为约7 ,3. 924. 9Mpa的液体，吸收室内空气热量变成低温低压的气体，这些气体又回到压缩机中，如此循环往复，从而达到降低室内温度的目的。窗式空调器的通风循环系统由离心风扇、轴流风扇、风扇电机组成。室内空气循环系统由进风格栅、滤网、离心风扇及蜗壳、出风管道、出风导向片组成。室外通风系统由轴流风扇、导风罩组成。室内空气循环系统的工作过程为:离心风扇在电机的驱动下旋转，从进风口吸入室内温度较高的空气。这些空气经滤网除去灰尘，再与蒸发器进行热交换。温度较高的空气把热量传递给蒸发器中的制冷剂，变为温度较低的空气，沿着离心风扇的蜗壳，从出风栅排向室内。如此，风扇电机不断旋转，室内空气不断地被吸入、过滤、热交换降温，再次吹向室内，最终达到室内空气洁净和降温的目的。当轴流风扇旋转时，室外空气从机壳两侧的百叶窗吸入，进入风扇的低压区后，被轴流风扇经冷凝器吹出空调器的出风口，从而把制冷剂的热量排出室外。 1.2.2 分体式空调器 分体式空调器的工作原理与窗式空调器相同只要把冷凝器和在蒸发器分开在两个地方安装,构成室内机组和室外机组.室内机组与室外机组分别按装在房间内外,用管路和导线穿过墙壁将他们连接起来,由于运转噪声较大的压缩机和轴流风扇装在室外,而室内机组使用低噪声的贯流风扇,因此分体式空调器具有噪声低、性能好功能齐全、 操作方便 、装饰性强等优点.1.2.3 变频空调器 变频空调器是近年生产的一种新型节能机种.它与普通空调器不同的地方是采用了电子变频技术,将电网中固定频率的电能,供给变频压缩机运转.为了适应房间负荷变化，变频空调器有进行频率调节的传感测量和控制系统,制冷系统也放弃了传统的毛细管节流方式,采用新型电子膨胀阀1.2.4 模糊控制空调 这种空调器采用模糊控制技术,可以通过测量人体感受的 “适度”来调节室内空气,使房间的温度在每天的任何时刻都处于舒适状态.根据空气的流动情况,皮肤传感器能不断检测人体感受的皮肤温度,并且通过 “神经网路”预先制定的数值而决定当前房间的值,然后空调器自动设置最佳室温、 气流方向和风速 在模糊逻辑控制下产生一个舒适的环境空间.1.2.5 一拖二式空调器一拖二式空调器也称为复合式空调器,是为满足多居室的需要而研制生产的,一台室外机组可以带动2台 3台甚至是8台室内机组,用一台室外机组带动两台室内机组.两台室内机组分别安装在两个房间,可以各自独立运行,也可以同时运行启动运转,开一台,停一台.但是两台机组不能同时使用.1.2.6 家用柜式空调机家用柜式空调机室内机采用了超薄设计，厚度只有300MM左右,节省面积;板面采用变化较大的圆弧与直线线条造型,室内机组的运转 高档噪声可低于43DB;采用了较多的非金属材料，减轻; 整机的质量,而且制冷的速度快,制冷量充足;采用大热量设计,冷热两用型的机组避免了空调冬季制热的不足;采用为电脑自动控制.1.2.7 家用中央空调系统这种空调器是近年来为大型家庭设计生产的,它的室外机组多采用水冷方式来冷却冷凝器,制冷量大,管道复杂,能同时调节多个楼层和房间的温度.这种系统中，与风冷式机组配合的风机盘管空调有多种型式:明装和暗装;立式与卧式;吊顶式与风道式等. 第二章 空调电机及发展2.1 空调电机2.1.1 空调压缩机电机 空调器压缩机电机有很多种,这里就以耐氟里昂电动机为例说明. 驱动密封式制冷压缩机的电动机是内装式单相异步电动机（功率较大的也有三相异步电动机），由于电动机的定子和转子都置于氟里昂气体和冷冻润滑油的混合物中，要求其具有耐氟里昂的化学稳定性，所以这种电动机亦称为耐氟里昂电动机。压缩机剖面图压缩机剖面图2.1.1.1 工作条件耐氟里昂电动机与压缩泵共轴并密封在同一个机壳内，合称为密封式电动制冷压缩机。电动制冷压缩机与冷凝器、节流器、过滤器和蒸发器等组成制冷系统，用于电冰箱、空调等设备中。电动机驱动压缩泵活塞，把气箱的氟里昂压缩成高温高压的气体，经管道进入冷凝器，被水或空气带走其热量液化成为高压液体，在进入节流器降压成为低压液体，然后进入蒸发器的管道吸收周围的热量汽化成为低温的蒸气，回到电动压缩机壳体内腔冷却电动机；氟里昂被电动机的热量预热后被吸入压缩机压缩。这样，氟里昂作为制冷循环的共质，被周而复始地压缩 、膨胀、放热、吸热制冷，完成制冷循环过程。 在密封式制冷压缩机制冷循环过程中，由于电动机直接暴露在氟里昂气体和冷冻润滑油的混合物中，直接受到了所分解的水、氢和氢氟化合物的腐蚀。也由于电动机是依靠所吸入的氟里昂来冷却，因而在蒸发温度较高、需要压缩泵输送的工质流量较大时，电机绕组的温升反而降低。再者，由于电动机的负载转矩是周期变化的，使得电动机处于振动及氟里昂急剧蒸发的反复冷热冲击条件下工。从上述工作条件下显而易见，制冷压缩机用电动机的负载大小及温升，明显地受到使用地理环境、海拔等气压的影响。安装 大多数密封式制冷压缩机电动机是利用定子铁心端面或外圆定位，将定子坚固在压缩泵的骨架上。密封式制冷压缩机电动机安装方式密封式制冷压缩机安装特征适用范围类型结构型式往复式曲柄式连杆活塞式立式，电机在泵上，由机体固定电机铁心外圆；整机由弹簧支撑在密封外壳内用于150W以上的冰箱、空调等，惦记一般为2极或四极曲柄滑管活塞式立式，电机在泵之下，定子铁心用螺栓固定在泵体上；整机用弹簧悬挂在密封外壳内用于150W以下的冰箱，空调等。电机为2极旋转式滑片式立式，电机在泵之上，机体固定电机铁心外圆用于150W以上的冰箱、空调等2.1.1.2 压缩机的选型及特征空调电机的数据型 号输 出功率(W)极数转速 (r/min)效 率(%)振动()空载噪声dB电容器(F)高中低YDK120/35-8708600500400401.0404YDK128/30-8608650600401.0403YSK120/30-6356900780451.0402.5YPS128/60-81508650551.850YDK96/26-6306850401.2422YDK120/40-8808650550450421.0404YDK120/30-6706780450250401.0423YSK145/60-63706930740540541.85010YDK-50-6508500450400401.0404.5LN50B508385355315401.0404.5YYK-60-8608400350300401.0403YDK120/35-6906900780560501.24232.1.1.2 压缩机的选型及特征 密封式制冷压缩机用电动机是内装式，有无轴转子和无机座端盖的定子组成。压缩机用电动机绝缘结构用途材料电磁线E级QF高强度耐冷漆包线F级QXY型高强度聚酰漆包线QZY型高强度聚脂漆包线槽绝缘聚脂薄膜、DMD、NHN、NMN浸渍漆B829、6440耐氟绝缘漆2.1.2 空调风扇电机空调器风扇电机是驱动空调器扇翼的电动机;它将蒸发器产生的冷气吹送到室内或同时将冷凝器产生的热量排到室外.空调器风扇电机一般采用单相电容运转异步电动机,电动机铁心冲片外径根据不同的规格的电机有96 、102 、110 、120、 128 、145、 160 等七种.外壳一般为钢板壳结构;其制作方式有两种:一种是用薄钢板卷制、焊接后,车削而成;另一种是用无缝钢管车削而成.前者加工工艺复杂,但定子铁心外径的选择受到钢管固有口径的约束. 前后端盖按材质分为铸铝和铸铁两种,按型式分为开孔和全封闭两种.采用何种方式,要根据配套空调器的具体要求而定. 根据排送风的不同情况,电动机有单端轴伸和双端轴伸两种.且轴伸较一般电动机长,在45140MM之间.这就要求转轴具有足够 刚度及电机 要有较高的加工精度. 空调器的噪声主要来自风机系统,所以对风扇电机的噪声有较严格的要求.为了降低噪声,电机多采用含油轴承和低噪声滚珠轴承.电机的防护等级为IP22或IP10,绝缘等级一般为E级或B级. 2.2 空调器的发展2.2.1 二氧化碳制冷空调 美国珀杜大学研究人员说，他们最近研制出了装有二氧化碳制冷系统的便携式空调样机。 固态二氧化碳被称为干冰，是理想的降温材料。据研究人员介绍，二氧化碳对环境的影响比常规制冷剂氟利昂要小得多。相同质量的氟利昂导致的温室效应比二氧化碳高倍。二氧化碳制冷系统尤其适合安装在小型空调机上，如车内空调、便携式空调等。 利用二氧化碳的制冷系统所需工作压力是普通制冷系统的倍，所以制造二氧化碳制冷系统的材料必须更加结实。目前，科研人员已开发出薄而坚固适于建造这种系统的铝制材料。专家表示，制造新型空调的技术可望年后得以完善。2.2.2 智能家庭网络中央空调 目前,国内空调厂商已经推出了MRV家用中央空调，产品一上市便受到了广大消费者的青睐。 据了解，MRV空调是一种全新概念的空调，它集一拖多技术、智能控制技术、多重健康技术、节能技术和网络控制技术等多种高新技术于一身，它能满足消费者对舒适性、方便性等方面的要求，与传统空调相比，具有显著的优点。 1、投资少。与多台家用空调相比，它只用一个室外机，安装方便美观，并且投资少。 2、控制灵活方便。它可实现各室内机的集中管理，采用网络控制。可单独启动一台室内机运行，也可多台室内机同时启动，使得控制更加灵活和节能。 3、占用空间少。仅一台室外机可放置于楼顶，其结构紧凑、美观、节省空间。 4、长配管、高落差。MRV可实现超长配管125米安装，室内机落、差可达50米，两个室内机之间的落差可达到30米，因此安装随意、方便。 5、采用的室内机可选择各种规格，款式可自由搭配。它与一般中央空调相比，避免了一般中央空调一开俱开，且耗能大的问题，因此它更加节能。此外，自动化控制避免了一般中央空调需要专用的机房和专人看守的问题。 MRV智能网络家庭中央空调的另一个最大的特点是，它可以一台室外机带动多台室内机，并且可以通过它的网络终端接口与计算机的网络相连，由计算机实行对空调运行的远程控制，满足了现代信息社会对网络家电的追求，因此，MRV智能家庭网络中央空调必然成为新世纪主流空调产品。 2.2.3 双离子空调 随着空气环境的下降和沙尘暴的日益突出，用空调解决这一难题已是大势所趋。海尔集团最新推出的“健康金超人”和“数码太空金超人”两种空调新产品，就采用了世界最新的双离子技术，可以有效清除空气中的各类尘菌，实现房间空气中的清爽。 双离子技术通过等离子对微尘进行强力吸附，彻底消除空气中各种微尘，并且以负离子发生器消除空气中的异味、灰尘和病菌，增强人体携氧抗病能力，这样人们在一个健康的环境中才能享受空调所带来的舒适。有了一个好环境还不行，目前大多数空调都是固定方向送风，这样直吹人体就会形成另一种“空调病”。海尔空调的科研开发人员经过近一年的攻关努力，用立体环绕风技术解决这一难题。这种采用多方向的送风技术可使人有风从身边绕的自然风感觉。2.2.4节能空调使用直线电动机驱动的新一代制冷压缩机不存在旋转运动以及将电动机的旋转运动转变为活塞直线往复运动的转换机构，结构紧凑，体积小、效率高、寿命长、可以轻松实现高速驱动。我们知道直线电机利用电能直接产生直线运动，它有突出的优点： 结构简单.在需要直线运动的地方，采用直线电机可以实现直接传动，不需要一套将旋转运动转变为活塞直线往复运动的中间转换机构，因而使机器设备总体结构大大简化，体积大大缩小。 反应速度快，随动性好：直线电机容易做到无刷无接触运行，动子在运动中毫无机械阻力，这是其它传统驱动装置无法竞争的优点。 容易密封，随动性好：直线电机容易做到无刷无接触运行，动子在运动中毫无机械阻力，这是其它传统驱动装置无法竞争的优点。 容易密封，适用性强：由于电机本身结构简单，又可做到无接触运行，因此容易密封，经过适当浸渍、涂封，它可在各种特殊环境中使用（包括液态物质中）。 稳定可靠，寿命长：直线电机是一种直接传动的特种电机，可实现无接触传递力，没有什么机械损耗，故障少，几乎不需要维修，不怕震动和冲击，因此稳定可靠，寿命长。 此外，它还有控制方便、额定值高、精密定位和自锁等独特的优势。 直线电机早在1845年就有人提出，但直到最近二、三十年才得到开发和应用。直线电动机的设计和研制要紧密结合它所在系统的技术要求，进行机电控制系统一体化设计。直线电机的发展和应用表明它只有向着其他驱动装置所不能满足的或使用旋转电机受到限制的领域发展，才能找到直线电机独特的应用领域和优秀的应用机型。目前用于红外探测器件和高温超导器件的低温制冷机使用一种微型、高效、高可靠性的直线往复振荡电动机来驱动活塞式超净气体压缩机。 直线振荡电机有感应型直线振电机、推斥感应型直线振荡电机、直线同步振荡电机等。其中前两款直线振荡电机由于始终处于启动和制动状态，能量损耗大、效率低、发热利害，而且漏磁大、功率因数低。而采用直线同步振荡电机驱动的微型、高效、高可靠性的超净气体压缩机得到广泛的使用，激磁方式采用永磁式。这样既利用了直线电机可实现直线直接传动、无接触运行带来的结构简单、随动性好、适应性强、稳定可靠、控制性好等特点，又发挥了永磁式电机由于没有激磁绕组和对应的铜损而减少了电机体积和重量、提高了效率和成本等经济技术指标的优势。直线电机的主要缺点除了研究较少，掌握不够外，主要是没有很好的直线运动支承、动子和定子间气隙比旋转式电机大，使得功率因数及效率降低。3.1 空调电机噪声与振动的测量3.1 空调电机噪声与振动的测量3.1.1 噪声的测量仪器常用的噪声测量仪器有声级计、频谱分析仪和自动记录仪等。 声级计由传声器、放大器、衰减器、频率计权网络和有效值指示表头等组成。声压信号通过传声器转换成电信号送给输入放大器进行初步放大后，通过模拟人耳特性的频率计权网络，再经两级放大，最后由电表直接读出有效值。 声级计中常用的频率计权网络有A、B、C三种。计权网络参考等响曲线，使测量仪器接受的声音按不同程度滤波。C网络是模拟人耳对85phon纯音的响应，在整个可闻频率范围内有近似平直的特性，能让所有频率的声音几乎以同样的程度通过，所以它代表总声压级。B网络是模拟70phon纯音的响应，当声音通过时，低频率成分有一定的衰减。A网络是模拟人耳对40phon纯音的响应，当声音通过时，500HZ以下的低频率不敏感，与人耳对声音的感觉类似，即此时测得的噪声比较接近人耳对声音的感觉。测量电机噪声时，一般都采用A计权网络，所测得的值成为A声级。 频谱分析仪由放大器和滤波器组成。当噪声通过一组倍频程带通滤波器时，得到倍频程噪声频谱；通过一组1/3倍频程带通滤波器时，则得到1/3倍频程噪声频谱。将频谱分析仪和自动记录仪配合使用，可以自动地记录声级和频谱图。 电机噪声的测量方法可按GB2806-80的规定进行。对于较小的电机，将它视为点声源，等声强级面看作为、半球面，测点按半球面法配置。3.1.2 用压缩机的声强法测量1.声强测量系统原理正确，可供实际应用。2.在各种测量条件下，利用声强测量系统测量空压机声功率级，同在半消声室的测量结果基本一致。3.以微机为核心组成的声强测量系统，是一套符合我国国情、跟踪国际先进技术的有效测量系统。压缩机的噪声是评价压缩机性能的一个重要指标，降低压缩机的噪声是设计、制造者的主要目标之一。对压缩机噪声的太小、特性及分布进行精确的测量分析则是降低压缩机噪声的基础。但过去对压缩机辐射声功率的测量方法都是以声压测量为基础，其测量结果受测量环境的影响很大。为取得工程级以上的精度，必须在特殊的声学环境(如消声室、半消声室和混响室)中进行测量。建造这种特殊的声学设施需要巨额投资，而且对于工艺用压缩机由于运行条件的限制，测量十分不便，甚至不可能测量。互谱声强测量技术是一门综台精密机械、数字信号处理、计算机和声学等多学科的新技术。这项技术自其原理问世以来，就因实用而引起国际声学界的重枧。利用声强测量技术可以在现场存在较大干扰源的情况下精确测量噪声源的声功率，而不需要专门的声学设施。3.1.2.1 声强测量基本原理和系统组成1.基本原理双传声器互谱法声强测量的理论基础是声强的互谱关系式，即声场中r方向的声强Ir(f)在频域与沿该方向两个相邻声压信号P1 (f)和P2(f)的互功率谱G12 (f)之间的关系式：式中 Im 表示虚部G12(f) 双传声器声压信号闻的互功率谱 空气密度r- 两个传声器的中心间距f 频率声强是矢量，代表了r方向上单位面积的声功率，噪声源所辐射的声功率w 可用f 的面积分表示： W=fId (2)式中d 面积元f 对包围被测声源的封闭曲面上的面积分根据高斯定理，如图1所示的外界声源产生的声能流(用虚线表示)在这封闭曲面上的面积分为零。因为穿人和穿出这个封闭曲面的声能流太小相等、方向相反。圉l 声强法测量噪声基本原理1外部声源2被测声源3外部声源辐射噪声：4被测声源辐射噪声22 系统组成测量系统可分为信号采集和信号处理两部分，如图2所示。图2 测量系统配置信号采集部分由声强探头(包括传声器和前置放大器)、放大器、抗颓混滤波器和模数转换器(AD)组成 声强测量的一个主要问题是相位不匹配误差,对于一个实际的测量系统，两个通道(包括传声器、前置放大器、抗频混滤波器等)的相位不可能完全一致，因此两通道间总存在一定的相位差。为减小这一误差，保证测量系统有足够的动态范围和精度，我们采用改进的交换传声器的方法校正相位失配误差，并以双AD芯片同时采样的方法，使测量系统的相位差不超过1。信号处理由软件完成，整个测量分析软件采用模块化、结构化设计，分级菜单控制。主要有：声强测量分析软件包；声功率测量分析软件包；三维声强图及等声强图软件包；双通道FFT分析软件包。为提高采样和FFT运算速度，用汇编语言编制采样和FFT子程序。其中FFT子程序同时对双通道信号进行FFT变换，即将两通道信号分别作为一个复信号的实部