"ГОСТ IEC 60034-9-2024. Межгосударственный стандарт. Машины электрические вращающиеся. Часть 9. Пределы шума"
(введен в действие Приказом Росстандарта от 29.08.2024 N 1129-ст)

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

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 31 июля 2024 г. N 175-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 августа 2024 г. N 1129-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 60034-9-2024 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 октября 2024 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 60034-9:2021 "Машины электрические вращающиеся. Часть 9. Пределы шума" ("Rotating electrical machines - Part 9: Noise limits", IDT).

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации TC2 "Вращающееся оборудование" Международной электротехнической комиссии (IEC).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

6 ВЗАМЕН ГОСТ IEC 60034-9-2014

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 поверхности измерения и условий окружающей среды, а также избежать трудностей, связанных с необходимостью задания наряду со звуковым давлением дополнительных данных.

Настоящий стандарт:

- описывает методы измерения уровня звуковой мощности вращающихся электрических машин;

- определяет максимально допустимые уровни звуковой мощности, корректированные по характеристике A, 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^-1.

Установленные максимально допустимые уровни не применяют в отношении двигателей переменного тока с питанием через преобразователь частоты (см. приложение B).

В настоящем стандарте допустимый уровень звуковой мощности L_WA по характеристике A, 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 внесения поправок на тональный шум.

В различных случаях, например, при разработке мер шумозащиты, могут потребоваться значения уровней звукового давления на определенном расстоянии от машины. Процедура их оценки для стандартизованного испытательного пространства приведена в разделе 7.

Примечание 1 - Настоящий стандарт исходит из наличия экономической целесообразности применения машин со стандартизованным уровнем шума в обычных ситуациях, не требующих принятия мер по ослаблению шума.

Примечание 2 - Когда по условиям эксплуатации уровень шума должен быть ниже указанного в таблицах 1, 2 и 3, необходимо соглашение между изготовителем и потребителем (покупателем), поскольку проведение электрических, механических или акустических доработок может повлечь за собой дополнительные затраты.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:

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

IEC 60034-5, 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, Rotating electrical machines - Part 6: Methods of cooling (IC code) [Машины электрические вращающиеся. Часть 6. Методы охлаждения (код IC)]

ISO 3741, Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Precision methods for reverberation test rooms (Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Точные методы для реверберационных камер)

ISO 3743-1, Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Engineering methods for small movable sources in reverberant fields - Part 1: Comparison method for a hard-walled test room (Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Технические методы для малых переносных источников шума в реверберационных полях. Часть 1. Метод сравнения для испытательного помещения с жесткими стенами)

ISO 3743-2, 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 по звуковому давлению. Технические методы для малых переносных источников шума в реверберационных полях. Часть 2. Методы для специальных помещений для испытаний на реверберацию)

ISO 3744, 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 звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Технический метод в существенно свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью)

ISO 3745, 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 звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Точные методы для заглушенных и полузаглушенных камер)

ISO 3746, 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 уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Ориентировочный метод с использованием измерительной поверхности над звукоотражающей плоскостью)

ISO 3747, Acoustics - Determination of sound power levels and sound energy levels of noise sources using sound pressure - Engineering/survey methods for use in situ in a reverberant environment (Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Технический/ориентировочный метод в реверберационном звуковом поле на месте установки)

ISO 4871, Acoustics - Declaration and verification of noise emission values of machinery and equipment (Акустика. Заявленные значения шума машин и оборудования и их проверка)

ISO 9614-1, 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 на основе интенсивности звука. Часть 1. Измерение в дискретных точках)

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

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

ISO и IEC поддерживают терминологические базы данных, используемые в целях стандартизации по следующим адресам:

- платформа онлайн-просмотра ISO: доступна по адресу /template/go.php?url=https://www.iso.org/obp

- Электропедия IEC: доступна по адресу /template/go.php?url=https://www.electropedia.org/

3.1 уровень звуковой мощности L_W (sound power level): 10 десятичных логарифмов от отношения мощности звука, излучаемой тестируемым источником, к опорной мощности звука W₀ = 1 пВт (10^-12 Вт), измеряемый в децибелах.

3.2 уровень звукового давления L_p (sound pressure level): 10 десятичных логарифмов от отношения квадрата звукового давления к квадрату опорного звукового давления P₀ = 20 мкПа (2·10^-5 Па), измеряемый в децибелах.

3.3 индекс поверхности измерения L_S (measurement surface index): 10 десятичных логарифмов от отношения площади поверхности измерения S к площади базовой поверхности (S₀ = 1 м²), измеряемый в децибелах.

3.4 максимально допустимый уровень (maximum value): Верхняя граница допустимых значений уровня шума.

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 - Общепринятой практикой является использование метода с измерительной поверхностью, имеющей форму параллелепипеда, для всех высот вала.

4.2 Максимально допустимые уровни звуковой мощности, приведенные в таблицах 1, 2 и 3 или с учетом поправки по таблице 4, относятся к измерениям, осуществляемым в соответствии с разделом 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, 2 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.

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

Машины, испытываемые под нагрузкой, должны быть жестко закреплены.

Собственная частота колебания машины вместе с системой подвески должна быть ниже, чем 1/3 нижней частоты вращения испытуемой машины.

Эффективная масса упругой опоры не должна превышать 1/10 эффективной массы испытуемой машины.

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.

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 при соблюдении требований a);

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.

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

a) допустимые значения для машин, за исключением указанных в перечислении b), испытываемых без нагрузки, приведенные в таблице 1;

b) допустимые значения для односкоростных трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором по системам охлаждения IC411, IC511, IC611, IC01, IC11, IC21, IC31, IC71 и IC81, при 50 Гц или 60 Гц, высотой вала от 90 до 560 и с номинальной выходной мощностью не менее 1 кВт и не выше 1000 кВт:

- работающих без нагрузки, приведены в таблицах 2 и 3;

- работающих с номинальной нагрузкой - в таблицах 2, 3 и 4;

- уровень A в таблице 3 - это максимальный уровень, которому должен соответствовать стандартный двигатель с частотой 60 Гц;

- уровень B в таблице 3 - это пониженный уровень для двигателей с частотой 60 Гц, который соответствует более строгим требованиям конечного пользователя;

- если уровень B специально не запрошен, уровень A должен использоваться в качестве уровня шума по умолчанию для двигателей с частотой 60 Гц.

Примечание 1 - Предельные значения, приведенные в таблицах 1 - 3, установлены с учетом неопределенностей, обусловленных методом измерений (предполагается использование методов с классом точности 2) и процессом производства продукции.

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

Примечание 3 - Допустимые значения не зависят от направления вращения. Машины с однонаправленными вентиляторами обычно вызывают меньший шум, чем машины с вентиляторами, рассчитанными на вращение машины в обоих направлениях. Данный эффект более значим для высокоскоростных двигателей, спроектированных только для одного направления вращения. Машины с однонаправленными вентиляторами обычно вызывают меньший шум, чем машины с вентиляторами, рассчитанными на вращение машины в обоих направлениях. Данный эффект более значим для высокоскоростных двигателей, спроектированных только для одного 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.

Определение уровня звукового давления является необязательной частью настоящего стандарта.

Если конечный пользователь запрашивает уровни звукового давления, например, в соответствии с приложением A, это должно быть согласовано между пользователем и изготовителем. Уровень звукового давления, корректированный по характеристике A, может быть определен через уровень звуковой мощности по формуле

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

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

L_S - индекс измерительной поверхности;

S₀ = 1 м²;

S - площадь поверхности, охватывающей машину на расстоянии 1 м согласно ISO 3744, 7.2.4 (измерительная поверхность - параллелепипед).

Примечание 1 - Приведенные расчеты уровня звукового давления справедливы для условий свободного звукового поля над звукоотражающей поверхностью. Полученное значение будет отличаться от уровня звукового давления на месте применения машины (т.е. от того, который необходимо принимать во внимание с точки зрения защиты слуха работника).

Примечание 2 - Типичные значения индекса измерительной поверхности, используемые для преобразования звуковой мощности в уровни звукового давления, для машин, указанных в таблицах 2 и 3, см. в приложении A.

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 неопределенности K.

Значения неопределенности K:

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 до 4,0 дБ (уровень 1 и 2),

- от 4,0 до 6,0 дБ (уровень 3).

Шум электромагнитного происхождения при питании электродвигателя от преобразователя может быть представлен суммой двух составляющих:

- шум, связанный с напряжениями и токами основной частоты (аналогичный шуму при питании от сети переменного тока);

- дополнительный шум, обусловленный напряжениями и токами других частот в сигнале от преобразователя.

На вторую составляющую основное влияние оказывают два фактора:

a) спектральный состав сигнала преобразователя.

В зависимости от вида инвертора можно выделить три типичных частотных спектра, приведенных на рисунках B.1 - B.3.

Если спектр сигнала преобразователя значительно отличается от указанных трех типичных спектров, это требует отдельного анализа;

b) моды вибрации двигателя, которые могут быть возбуждены частотными составляющими сигнала преобразователя.

Опыт показывает: для современных конструкций электродвигателей собственные частоты мод вибрации находятся в диапазонах, как показано в таблице B.1.

Взаимодействие магнитных полей с частотой, зависящей от числа пар полюсов p и сетевой частоты f₁, и одной из гармоник частоты n·f₁ приводит к появлению электромагнитных сил на частотах, определяемых по формуле

Возбуждаемые моды вибрации статора электродвигателя зависят от числа пар полюсов в соответствии с формулой

Обычно нежелательно, когда соответствующая гармоника n·f₁ близка к частоте коммутации.

Можно ожидать, что шум существенно возрастет в случае, когда частота электромагнитной возбуждающей силы совпадет с собственной частотой возбуждаемой моды вибрации электродвигателя. В некоторых случаях появления нежелательных составляющих электромагнитного возбуждения возможно избежать путем изменения параметров преобразователя.

В таблице B.2 приведена оценка возрастания шума при питании от преобразователя в сравнении с питанием от сети.

--------------------------------

<1> В Российской Федерации действует ГОСТ Р МЭК 60034-6-2012 "Машины электрические вращающиеся. Часть 6. Методы охлаждения (Код IC)".

<2> В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 3741-2013 "Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Точные методы для реверберационных камер".

<3> В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 3743-1-2013 "Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Технические методы для малых переносных источников шума в реверберационных полях. Часть 1. Метод сравнения для испытательного помещения с жесткими стенами".

<4> В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 3744-2013 "Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Технический метод в существенно свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью".

<5> В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 3746-2013 "Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Ориентировочный метод с использованием измерительной поверхности над звукоотражающей плоскостью".

<6> В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 3747-2013 "Акустика. Определение уровней звуковой мощности и звуковой энергии источников шума по звуковому давлению. Технический/ориентировочный метод в реверберационном звуковом поле на месте установки".