ГОСТ IEC 60034-9-2014 Машины электрические вращающиеся. Часть 9. Пределы шума

ГОСТ IEC 60034-9-2014

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ

Часть 9

Пределы шума

Rotating electrical machines. Part 9. Noise limits

МКС 29.160

Дата введения 2016-03-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВПО "НИУ "МЭИ") и Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 333 "Вращающиеся электрические машины"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2014 г. N 72-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 мая 2015 г. N 404-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 60034-9-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2016 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 60034-9:2007* Rotating electrical machines - Part 9: Noise limits (Машины электрические вращающиеся. Часть 9. Пределы шума).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .

Международный стандарт разработан техническим комитетом по стандартизации ТС 2 "Вращающиеся машины" Международной электротехнической комиссии (IEC).

Перевод с английского языка (en).

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии.

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА.

Степень соответствия - идентичная (IDT)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Для обозначения переменных, характеризующих акустические процессы, используются термины "Звуковое давление" и "Звуковая мощность". Использование звуковой мощности в качестве характеристики уровня звука является предпочтительным при анализе и проектировании систем, поскольку характеризует излучаемую энергию, позволяет обеспечить независимость от плоскости измерения и условий окружающей среды, а также избежать трудностей, связанных с необходимостью задания наряду со звуковым давлением дополнительных данных.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы измерения уровня звуковой мощности вращающихся электрических машин.

Стандарт устанавливает максимально допустимые уровни звуковой мощности, корректированные по характеристике А, для вращающихся электрических машин, соответствующих IEC 60034-1, в части охлаждения - IEC 60034-6, в части степени защиты - IEC 60034-5 и характеризующиеся следующими параметрами:

- исполнение нормальное, постоянный или переменный ток, без специальных электрических, механических или акустических доработок, направленных на снижение уровня шума;

- номинальная мощность от 1 до 5500 кВт (или кВА);

- частота вращения не более 3750 мин.

Стандарт включает в себя руководство по определению уровня шума асинхронных машин с короткозамкнутым ротором при питании от преобразователя.

Стандарт не распространяется на асинхронные двигатели, укомплектованные преобразователями. В этом случае рекомендуется пользоваться IEC 60034-17.

В настоящем стандарте допустимый уровень звуковой мощности по характеристике А, выраженный в децибелах (дБ) и отражающий создаваемый машиной шум, определяется в зависимости от мощности, скорости и нагрузки. Устанавливаются методы измерений и условия испытаний, которые обеспечивают достоверную оценку уровня шума и его нахождения в допустимых пределах. Настоящий стандарт не предусматривает корректировку тональных характеристик.

В различных случаях, например при разработке мер шумозащиты, могут потребоваться значения уровней звукового давления на определенном расстоянии от машины. Процедура их оценки на базе стандартизованного испытательного оборудования представлена в разделе 8.

Примечание 1 - Стандарт допускает, что из соображений экономичности машины с нормальным уровнем шума используются в обычных условиях или с дополнительными приспособлениями для уменьшения шума.

Примечание 2 - Когда по условиям эксплуатации уровень шума должен быть ниже указанного в таблицах 1 и 2, необходимо соглашение между изготовителем и потребителем (покупателем), поскольку проведение электрических, механических или акустических доработок может повлечь за собой дополнительные затраты.

2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа:

_______________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - .

IEC 60034-1:2004 Rotating electrical machines - Part 1: Rating and performance (Машины электрические вращающиеся. Часть 1. Номинальные значения параметров и эксплуатационные характеристики)

IEC 60034-5:2006 Rotating electrical machines - Part 5: Degrees of protection provided by the integral design of rotating electrical machines (IP code) - Classification (Машины электрические вращающиеся. Часть 5. Степени защиты, обеспечиваемые собственной конструкцией вращающихся электрических машин (код IP). Классификация)

IEC 60034-6:1991 Rotating electrical machines - Part 6: Methods of cooling (IC code) [Машины электрические вращающиеся. Часть 6. Методы охлаждения (код IC)]

IEC 60034-17:2006 Rotating electrical machines - Part 17: Cage induction motors when fed from convertors - Application guide (Машины электрические вращающиеся. Часть 17. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором с питанием от преобразователей. Руководство по применению)

ISO 3741:2010 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Precision methods for reverberation rooms (Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума с использованием звукового давления. Точные методы для реверберационных камер)

ISO 3743-1:2010 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Engineering methods for small movable sources in reverberant fields - Part 1: Comparison method for a hardwalled test room (Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума с использованием звукового давления. Технические методы для небольших подвижных источников в реверберационных полях. Часть 1. Сравнительный метод для твердостенных испытательных камер)

ISO 3743-2:1994 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Engineering methods for small movable sources in reverberant fields - Part 2: Methods for special reverberation test rooms (Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума с использованием звукового давления. Технические методы для небольших подвижных источников в реверберационных полях. Часть 2. Методы для специальных реверберационных испытательных камер)

ISO 3744:2010 Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Engineering methods for an essentially free field over a reflecting plane (Акустика. Определение уровней звуковой мощности и уровней звуковой энергии источников шума с использованием звукового давления. Технические методы в условиях свободного звукового поля над отражающей поверхностью)

ISO 3745:2012 Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Precision methods for anechoic rooms and hemi-anechoic rooms (Акустика. Определение уровней звуковой мощности и уровней звуковой энергии источников шума с использованием звукового давления. Точные методы для заглушенных и полузаглушенных камер)

ISO 3746:2010 Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Survey method using an enveloping measurement surface over a reflecting plane (Акустика. Определение уровня звуковой мощности и уровня звуковой энергии источников шума с использованием звукового давления. Контрольный метод с использованием огибающей поверхности измерения над плоскостью отражения)

ISO 3747:2000 Acoustics - Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure - Comparison method in situ (Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума с помощью звукового давления. Метод сравнения на месте)

ISO 4871:1996 Acoustics. Declaration and verification of noise emission values of machinery and equipment (Акустика. Заявленные значения шумоизлучения машин и оборудования и их проверка)

ISO 9614-1:1993 Acoustics. Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity. Part 1. Measurements at discrete points (Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума по интенсивности звука. Часть 1. Измерения в дискретных точках)

ISO 9614-2:1996 Acoustics. Determination of sound power levels of noise sources using sound intensity. Part 2. Measurement by scanning (Акустика. Определение уровней звуковой мощности источников шума по интенсивности звука. Часть 2. Измерение сканированием)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 уровень звуковой мощности L (sound power level): 10 десятичных логарифмов отношения мощности звука, излучаемой тестируемым источником, к эталонной мощности звука W=1 пВт (10 Вт), измеряемая в децибелах.

3.2 уровень звукового давления L (sound pressure level): 10 десятичных логарифмов от отношения квадрата звукового давления к квадрату эталонного звукового давления P=20 мкПа (2·10Па), измеряемое в децибелах.

4 Методы измерения

4.1 Измерение уровня звука и расчет уровня звуковой мощности, излучаемой машиной, должны проводиться техническим методом в свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью по ISO 3744 и соответствующим нормативным документам, если только не применяются специальные методы, оговоренные в разделах 4.3 и 4.4 настоящего стандарта.

Примечание - Для машин с высотой оси вращения до 180 мм рекомендуется использовать метод с использованием полусферической или сферической измерительной поверхности, для машин с высотой вала выше 355 мм - метод с измерительной поверхностью, имеющей форму параллелепипеда. Для промежуточных высот применим любой из методов.

4.2 Максимально допустимые уровни звуковой мощности, приведенные в таблицах 1 и 2 с учетом поправки по таблице 3, относятся к измерениям, осуществляемым в соответствии с 4.1.

4.3 В зависимости от требуемой точности может быть использован точный или технический метод определения уровня звуковой мощности по ISO 3741, ISO 3743-1, ISO 3743-2, ISO 3745, ISO 9614-1, ISO 9614-2.

4.4 Более простой, но менее точный метод - ориентировочный по ISO 3746 или ISO 3747 может быть использован в том случае, когда все условия, требуемые по ISO 3744 для технического метода, не могут быть соблюдены (например, для крупных машин).

Чтобы гарантировать соответствие настоящему стандарту, уровни шума по таблицам 1 и 3 должны быть уменьшены на 2 дБ, если только в соответствии с ISO 3746 или ISO 3747 коррекция погрешности измерения не была уже осуществлена применительно к значениям, определенным этим методом.

4.5 Если испытания проводятся под нагрузкой, то предпочтительны методы, приведенные в ISO 9614. Однако применимы и другие методы, если нагрузка и дополнительное оборудование акустически изолированы или размещены вне зоны испытания.

5 Условия испытаний

5.1 Установка машины

5.1.1 Меры безопасности

Для ослабления передачи и излучения шума от всех установочных элементов, включая фундамент, должны быть предприняты соответствующие меры. Это может быть достигнуто упругим креплением малых машин и жестким креплением больших.

Машины, испытываемые под нагрузкой, должны быть жестко закреплены.

5.1.2 Упругое крепление

Собственная частота колебания машины вместе с системой подвески должна быть ниже, чем 0,25 нижней частоты вращения испытуемой машины.

Эффективная масса упругой опоры не должна превышать 0,1 массы испытуемой машины.

5.1.3 Жесткое крепление

Машина должна быть жестко закреплена на поверхности с размерами, соответствующими типу машины (например, на лапах или фланце, в соответствии с инструкцией завода-изготовителя). Машина не должна создавать дополнительных напряжений в креплении из-за неправильной установки или крепежа.

5.2 Режимы работы при испытаниях

Должны выполняться следующие условия испытаний:

a) Машина должна работать при номинальном напряжении и номинальной частоте питания или номинальной частоте вращения при соответствующей напряженности магнитного поля, все измерения должны производиться приборами класса точности 1,0 или выше.

Стандартный нагрузочный режим - холостой ход, за исключением двигателей с последовательным возбуждением.

Если необходимо, машина должна работать в установившемся режиме под нагрузкой.

b) Машина должна испытываться в естественном для нее рабочем положении в том режиме (например, направление вращения), при котором она создает наибольший шум.

c) Для машин переменного тока форма и степень несимметрии питающего напряжения должны соответствовать требованиям IEC 60034-1.

Примечание - Повышенные искажение формы и несимметрия напряжения и тока увеличивают шум и вибрацию;

d) Синхронные машины должны быть приведены во вращение с возбуждением, обеспечивающим коэффициент мощности равный единице, а машины большой мощности должны испытываться в генераторном режиме.

e) Генератор должен быть приведен во вращение как двигатель или приводиться во вращение с номинальной частотой с возбуждением, обеспечивающим номинальное напряжение на разомкнутых выходных зажимах.

f) Машина, предназначенная для работы при двух или более частотах вращения, должна быть испытана на каждой частоте вращения.

g) Реверсивные двигатели должны быть испытаны при вращении в обоих направлениях, если ожидается заметная разница в уровне звуковой мощности. Двигатели, предназначенные для работы при одном направлении вращения, должны испытываться именно при этом направлении вращения.

6 Допустимые уровни шума

Машина, испытываемая в условиях, описанных в разделе 5, должна иметь уровень шума (звуковой мощности), не превышающей следующих значений.

a) Допустимые значения для машин, за исключением указанных в перечислении b), испытываемых без нагрузки, приведены в таблице 1.

b) Допустимые значения для односкоростных трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором по системам охлаждения IC01, IC11, IC21, IC411, IC511 или IC611, при 50 Гц или 60 Гц и с номинальной выходной мощностью не менее 1 кВт и не выше 1000 кВт, работающих без нагрузки, приведены в таблице 2, а работающих с номинальной нагрузкой - в таблицах 2 и 3.

Приведенные данные не распространяются на машины переменного тока, питающиеся от преобразователя.

Примечание 1 - Данные таблиц 1 и 2 приведены с точностью, соответствующей 2 классу с учетом погрешности средств измерений и разброса параметров испытуемых объектов.

Примечание 2 - Уровень шума при работе под нагрузкой увеличивается по сравнению с шумом на холостом ходу. Обычно, если преобладает вентиляционный шум, это изменение незначительно, однако если преобладает электромагнитный, изменение может быть существенным.

Примечание 3 - Допустимые значения, приведенные в таблице 1, не зависят от направления вращения.

Примечание 4 - Для некоторых машин предельные значения уровня шума из таблицы 1 не применяются для скоростей ниже номинальной. В этом случае, так же как и в случае существенной зависимости уровня шума от нагрузки, его допустимые значения должны являться предметом соглашения между производителем и покупателем.

Примечание 5 - Для многоскоростных машин применимы значения уровня шума, приведенные в таблице 1.

7 Оценка возрастания уровня шума, вызванного питанием от преобразователя

На излучение шума электромагнитного происхождения влияют две составляющие:

- шумы, порождаемые напряжениями и токами базовой частоты, идентичные шуму при синусоидальном питании,

- дополнительные шумы, вызванные напряжениями и токами других частот.

В основном влияют два фактора на увеличение дополнительных шумов:

a) спектр частот на выходе преобразователя.

В зависимости от вида инвертора можно выделить три типичных частотных спектра:

1) спектр частот на выходе преобразователя - инвертора тока;

2) спектр частот на выходе преобразователя - инвертора напряжения типа A (характеризуется отчетливыми пиками, близкими к частоте переключений);

3) спектр преобразователя - инвертора напряжения типа В.

Значительное отклонение спектра от типичного требует особого внимания;

b) резонансные частоты двигателя для режимов вибрации, вызванных гармониками.

Существенные резонансные частоты двигателей могут быть сгруппированы в соответствии со следующей таблицей.

Таблица - Резонансные частоты двигателей

Звук магнитной природы вызван взаимодействием основного поля с частотой, зависящей от числа пар полюсов p и основной частоты на выводах двигателя и одной из гармоник частоты n.

Звуки имеют частоты:

, (1)

режимы вибрации:

. (2)

Как правило, частота n, близкая к частоте коммутации, вызывает неприятные звуки.

Значительное увеличение шума происходит, если частотный спектр звука близок к соответствующему спектру резонирующих частей корпуса машины. В некоторых случаях, шум может быть ослаблен путем изменения параметров преобразователя.

В нижеследующей таблице приведена оценка усиления шума при питании от преобразователя в сравнении с уровнем шума при синусоидальном питании для различных типов преобразователя и их резонансных свойств.

Таблица - Увеличение шума

8 Определение уровня звукового давления

Определение уровня звукового давления является необязательной частью настоящего стандарта. Если требуется, уровень звукового давления, корректированный по характеристике A, может быть определен через уровень звуковой мощности по формуле

, (3)

где L - значение уровня звукового давления в свободном поле вокруг плоскости отражения на расстоянии 1 м от машины;

L - значение уровня звуковой мощности, определенное по таблице 1 настоящего стандарта;

S=1 м;

S - площадь поверхности, охватывающей машину на расстоянии 1 м согласно ISO 3744 и следующему правилу:

9 Нормы и проверка уровня звуковой мощности

Машину можно считать соответствующей настоящему стандарту, если условия испытаний удовлетворяют оговоренным в разделе 5, а уровень звуковой мощности машины не превышает значений, приведенных в разделе 6.

Выбранный метод и используемые типы измеряемых поверхностей должны быть указаны.

Если требуемые значения мощности звука определены в соответствии с настоящим стандартом, их можно представить согласно ISO 4871 с использованием двух параметров - уровня мощности звука L и погрешности К.

Значения погрешностей К:

a) одиночная машина:

- 1,5 дБ (уровень 1: лаборатория);

- 2,5 дБ (уровень 2: экспертиза);

- 4,5 дБ (уровень 3: проверка) (доверительная вероятность - 95%);

b) группа машин:

- от 1,5 дБ до 4,0 дБ (уровень 1 и 2);

- от 4,0 дБ до 6,0 дБ (уровень 3).

Таблица 1 - Максимально допустимый уровень L звуковой мощности, корректированный по характеристике A, дБ. Способ охлаждения, код IC - по IEC 60034-6, степень защиты, код IP - по IEC 60034-5

Окончание таблицы 1

Таблица 2 - Максимально допустимый уровень L звуковой мощности, корректированный по характеристике A, дБ, на холостом ходу (для односкоростного трехфазного короткозамкнутого асинхронного двигателя IC411, IC511, IC611)

Таблица 3 - Максимально возможное увеличение уровня звуковой мощности относительно режима холостого хода, корректированное по характеристике A, дБ, для режима с номинальной нагрузкой (для двигателей, соответствующих таблице 3) IC411, IC511, IC611

Приложение ДА
(справочное)

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам

Таблица ДА.1 - Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам

Электронный текст документа
и сверен по:

, 2015