机械噪声和结构噪声是风力发电机组的主要噪声源,而且对人的烦扰度最大。这部分噪声是能够控制的,其主要途径是避免或减少撞击力、周期力和摩擦力,如提高加工工艺和安装精度,使齿轮和轴承保持良好的润滑条件等。为减小机械部件的振动,可在接近力源的地方切断振动传递的途径,如以弹性连接代替刚性连接;或采取高阻尼材料吸收机械部件的振动能,以降低振动噪声。
(2)空气动力噪声
空气动力噪声由叶片与空气之间作用产生,它的大小与风速有关,随风速增大而增强。处理空气动力噪声的困难在于其声源处在传播媒质中,因而不容易分离出声源区。
(3)通风设备噪声散热器、通风机等辅助设备产生的噪声。
2 噪声控制
噪声控制可以从噪声源、噪声传播途径和噪声接受者三方面入手[2] 。噪声控制技术主要以噪声的声学控制方法为主,具体的技术途径一般包括隔声处理、吸声处理、振动的隔离、阻尼减振等。隔声处理和吸声处理属于噪声传播降噪控制;振动的隔离和阻尼减振属于阻尼减振降噪控制。这些噪声控制方法的机理在于,通过噪声声波与声学材料或声学结构、振动波与阻尼材料或阻尼结构的相互作用消耗能量,从而达到降低噪声的目的。
2.1 阻尼减振降噪控制
阻尼减振降噪技术是利用阻尼材料的特性以及阻尼结构的合理设计,耗散结构件的振动能量,来达到减振降噪的目的。阻尼减振技术近年来得到了迅速的发展,尤其在航空航天、汽车工业、仪器仪表、兵器、建筑业及家电行业等领域有着广泛的应用。无论是在基础理论方面,还是在新材料的研制以及应用技术方面都已成长为一个独立的科学分支。
2.1.1 阻尼材料及其特性
材料阻尼是指材料内部在经受振动变形过程中损耗振动能量的能力[3]。阻尼材料也称粘弹阻尼材料,或粘弹性高阻尼材料。它是一种兼有某些粘性液体和弹性固体特性的材料。粘性液体有耗散能量的能力,而不能储存能量;相反,弹性材料有储存能量的能力,而不能耗散能量。粘弹性材料介于两者之间,当它产生动态应力和应变时,有一部分能量被转化为热能而耗散掉,而另一部分能量以位能的形式储存起来。能量被转化和耗散的现象表现为阻尼特性。利用它可抑制共振频率下的振动峰值,减少振动沿结构的传递,降低结构噪声。
各种阻尼材料都受环境温度和工作频率的影响,温度不同,工作频率不同,阻尼特性也不同。作为良好的阻尼材料,应在较宽温度范围和较宽频率范围具有较高的损耗因子,如图1 所示。