风力发电设备在运行时产生的噪声,通常由发电机产生的机械噪声与风车叶片转动时产生的风噪声混合构成。在设备的生产制造阶段,通过对风力发电设备的各个组成部分,分别进行频谱分析,由此了解掌握各部产生噪声与系统产生噪声的相关度,对于相关度大的部分可优先采取对应处理措施。
在这个应用范例中,通过对产生噪声现象原因的振动源以及噪声源,使用多通道频谱分析测试系统,对于多个振动源设置加速度传感器,进行噪声振动的同时测量分析。并且,利用测量分析的结果还可以使用SoundPLAN环境噪声预测软件,对风力发电设备在相应各种设置环境下设备运行时产生噪声的传播分布进行模拟仿真。
测量分析系统
仪器构成
型号 | 名称 | 备注 | |
---|---|---|---|
1 | DS-3200 系列 | 多通道数据分析系统 | 单体最大32通道,连接组合最大64通道同时测量分析,110 dB动态量程,FFT演算最大16384点。 |
2 | DS-0321 | FFT频谱分析 | |
3 | DS-0323 | 1/1,1/3实时倍频程分析 | |
4 | DS-0350 | 数据记录采集功能 | |
5 | LA-7500 | 精密声级计 | Leq、LAE、LN 同时测量,测量声压范围:24 ~ 138 dB(A),测量频率范围:10 Hz~20kHz |
6 | MI-1235 | 1/2英寸测量用传声器 | 宽带域传声器,测量频率范围:10 Hz~20 kHz,最大声压级 143 dB。 |
7 | MI-3111 | 传声器用前置放大器 | 频率范围:10 Hz~20 kHz 本体噪声:22.3 μVrms以下(FLAT时) |
8 | NP-3578N20 | 放大器内置型加速度传感器(3轴) | 灵敏度:10 mV/(m/s2),频率范围:0.8 Hz~10 kHz±3dB(Y,Z轴),0.8 Hz~8 kHz±3dB(X轴) |
9 | NP-0232 | 加速度传感器用信号电缆(3m) | (NP-3578N10用) |
10 | NP-3120 | 放大器内置型加速度传感器(1轴) | 灵敏度:10 mV/(m/s2),频率范围:5Hz~5 kHz±0.5 dB |
11 | MX-100系列 | 信号电缆 | (NP-3120用) |
12 | SoundPLAN | 环境噪声预测软件 | 可使用各种方法预测噪声传播分布的模拟仿真软件。 |
测量数据例
测量风力发电装置风车底下的噪声进行FFT频谱分析,并将分析结果的时间分布进行表示,可以观测出,靠近风车的叶片越近的测定点,噪声越大,通过分析可以了解风车叶片产生的风噪特性。另外,机械部分产生的噪声状态比较稳定,为旋转机构产生的阶次振动引起的噪声。通过频谱分析,2类噪声的特征可以分离出来。
在功率谱中,装置的各个单元的噪声特征可以得到反映。如转动部分的1次成分,2次成分等。通过这些信息,从振动加速度信号和发生噪声2个方面可以进行
这样就明确了对应处理优先顺位。
进一步,将实际测量得到的噪声声压级数据计算出声功率级数据,由此数据使用SoundPLAN环境噪声预测软件,可以对风力发电设备在相应各种设置环境下设备运行时产生噪声的传播分布进行模拟仿真。
(在本例计算中,使用北海道地图有限公司(日本)的[GISMAP Terrain]的DXF数据[GISMAP 标高数据3维图形服务],制成3维地形图)
Revised:2017/04/09