首页 / 专利库 / 分销网络和设备 / 发电厂 / 风力发电场 / 风力发电机组 / 风力发电机组噪声有源噪声控制方法与有源噪声控制系统

电机组噪声有源噪声控制方法与有源噪声控制系统

阅读:1035发布:2020-10-11

专利汇可以提供电机组噪声有源噪声控制方法与有源噪声控制系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 风 力 发 电机 组噪声有源噪声控制方法,并且基于该方法构建了一套 风力 发电机组 噪声有源噪声控制系统,在该方法中,首先对噪声声频进行获取、分析,然后通过 控制器 控制一级发声装置生成降噪声频,利用降噪声频达到降噪的目的。本发明对 风力发电机组 的噪声进行有效识别,通过控制器进行仿真计算对噪声声频进行分析、计算,从而得到噪声的 频率 成分。然后,通过在风力发电机组的外围,设立主动声源发生系统即一级发声装置,采用 声波 反相 叠加 的形式,对已有的噪声声频进行降低或衰减,达到降低噪声的目的。本发明的优点在于:在不改变原有风力发电机组结构和发电效率的前提下,有效地解决了风力发电机组噪声对周边居民生态环境的影响。,下面是电机组噪声有源噪声控制方法与有源噪声控制系统专利的具体信息内容。

1.一种电机组噪声有源噪声控制方法,用于对风力发电机组进行降噪,其特征在于,包括:
步骤一、获取风力发电机组正面的噪声声频(a),并对获取的噪声声频进行信号分析,之后获取噪声声频的噪声频率、噪声振幅以及噪声相位
步骤二、根据分析得到的噪声频率、噪声振幅以及噪声相位,通过一级发声装置在风力发电机组的正面区域释放降噪声频(b),降噪声频与噪声声频进行混合形成混和声频(c),所述混和声频所在区域为降噪区,在降噪区内,降噪声频的降噪频率与所述噪声频率相同,降噪声频的降噪振幅与所述噪声振幅相同,降噪声频的降噪相位与所述噪声相位相差
180°。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组噪声有源噪声控制方法,其特征在于,还包括有步骤三、获取所述降噪区的声音信号作为调整声频,对所述调整声频进行分析,根据分析结果对降噪声频的降噪相位进行调整。
3.根据权利要求1所述的风力发电机组噪声有源噪声控制方法,其特征在于,还包括有步骤三、获取所述降噪区的声音信号作为调整声频,并在所述降噪区设置二级发声装置;
对所述调整声频进行分析,并获取调整声频的调整频率、调整振幅以及调整相位;
控制所述二级发声装置释放中和声频,所述中和声频的频率与所述调整频率相同,所述中和声频的振幅与所述调整振幅相同,所述中和声频的相位与所述调整相位相差180°。
4.一种风力发电机组噪声有源噪声控制系统,用于对风力发电机组进行降噪,其特征在于,包括:参考麦克风(1)、控制器(2)以及一级发声装置(3);
将所述参考麦克风设置于风力发电机组的正面并靠近风力发电机组,将所述一级发声装置设置于降噪区内;
所述参考麦克风与所述控制器信号连接,由所述参考麦克风向所述控制器发出噪声声频信号,由所述控制器接收噪声声频信号后进行信号分析,并根据信号分析结果控制所述一级发声装置发出降噪声频。
5.根据权利要求4所述的风力发电机组噪声有源噪声控制系统,其特征在于,还包括有二级发声装置(4)以及误差麦克风(5),所述误差麦克风以及所述二级发声装置均设置在降噪区内;
所述误差麦克风与所述控制器信号连接,所述二级发声装置与所述控制器控制连接。
6.根据权利要求4或5所述的风力发电机组噪声有源噪声控制系统,其特征在于,还包括有降噪屏障(6),所述降噪屏障设置在风力发电机组的正面区域内;
所述降噪屏障为虚拟屏障或实体屏障。

说明书全文

电机组噪声有源噪声控制方法与有源噪声控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及风力发电噪声控制设备技术领域,更具体地说,特别涉及一种风力发电机组噪声有源噪声控制方法以及一种风力发电机组噪声有源噪声控制系统。

背景技术

[0002] 风力发电机组在运转时会产生较大的噪声,这些噪声会造成城市噪声污染,会严重地影响人们的生产、生活活动。
[0003] 通过技术人员对风力发电机组的技术分析发现,风力发电机组运行时的噪声主要来源于发电机组本身的机械噪声以及风扇的外气动噪声。这种混合噪声构成复杂,常规的
技术改进,例如对发电机组的机械机构进行改进、风扇的外形进行改进,都存在一定的技术问题与改进缺陷。对发电机组进行机械结构改进,其设备结构改装难度大,改进作业复杂,难于实施。对风扇进行改进,风扇扇叶体积较大,一旦结构改变,会影响扇叶的工作效率。而且,扇叶结构改变,还会影响扇叶的结构强度。
[0004] 因此,现有的降噪技术都存在:实施难度大、效果不明显,同时还会影响风力发电机组的发电效率等问题。

发明内容

[0005] (一)技术问题
[0006] 综上所述,如何提供一种不对现有风力发电机组进行结构改进,就能够对风力发电机组运行噪声进行有效降噪的降噪系统,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
[0007] (二)技术方案
[0008] 本发明提供了一种风力发电机组噪声有源噪声控制方法,用于对风力发电机组进行降噪。在本发明提供的风力发电机组噪声有源噪声控制方法中,具体包括:
[0009] 步骤一、获取风力发电机组正面的噪声声频,并对获取的噪声声频进行信号分析,之后获取噪声声频的噪声频率、噪声振幅以及噪声相位
[0010] 步骤二、根据分析得到的噪声频率、噪声振幅以及噪声相位,通过一级发声装置在风力发电机组的正面区域释放降噪声频,降噪声频与噪声声频进行混合形成混和声频,所述混和声频所在区域为降噪区,在降噪区内,降噪声频的降噪频率与所述噪声频率相同,降噪声频的降噪振幅与所述噪声振幅相同,降噪声频的降噪相位与所述噪声相位相差180°。
[0011] 基于上述步骤,在本发明的一个实施方式中,还提供了步骤三、获取所述降噪区的声音信号作为调整声频,对所述调整声频进行分析,根据分析结果对降噪声频的降噪相位进行调整。
[0012] 基于上述步骤,在本发明的另一个实施方式中,还提供了步骤三、获取所述降噪区的声音信号作为调整声频,并在所述降噪区设置二级发声装置;
[0013] 对所述调整声频进行分析,并获取调整声频的调整频率、调整振幅以及调整相位;
[0014] 控制所述二级发声装置释放中和声频,所述中和声频的频率与所述调整频率相同,所述中和声频的振幅与所述调整振幅相同,所述中和声频的相位与所述调整相位相差
180°。
[0015] 基于上述的风力发电机组噪声有源噪声控制方法,本发明还构建了一种风力发电机组噪声有源噪声控制系统,用于对风力发电机组进行降噪。
[0016] 该系统包括:参考麦克风、控制器以及一级发声装置;
[0017] 将所述参考麦克风设置于风力发电机组的正面并靠近风力发电机组,将所述一级发声装置设置于降噪区内;
[0018] 所述参考麦克风与所述控制器信号连接,由所述参考麦克风向所述控制器发出噪声声频信号,由所述控制器接收噪声声频信号后进行信号分析,并根据信号分析结果控制
所述一级发声装置发出降噪声频。
[0019] 优选地,本发明提供的风力发电机组噪声有源噪声控制系统还包括有二级发声装置以及误差麦克风,所述误差麦克风以及所述二级发声装置均设置在降噪区内;
[0020] 所述误差麦克风与所述控制器信号连接,所述二级发声装置与所述控制器控制连接。
[0021] 优选地,本发明提供的风力发电机组噪声有源噪声控制系统还包括有降噪屏障,所述降噪屏障设置在风力发电机组的正面区域内;所述降噪屏障为虚拟屏障或实体屏障。
[0022] (三)有益效果
[0023] 本发明提供了一种风力发电机组噪声有源噪声控制方法,并且基于该方法构建了一套风力发电机组噪声有源噪声控制系统,在该方法中,本发明通过对风力发电机组的噪
声进行有效识别,通过控制器进行仿真计算对噪声声频进行分析、计算,从而得到噪声的频率成分。然后,通过在风力发电机组的外围,设立主动声源发生系统即一级发声装置,采用声波反相叠加的形式,对已有的噪声声频进行降低或衰减,达到降低噪声的目的。本发明的优点在于:在不改变原有风力发电机组结构和发电效率的前提下,有效地解决了风力发电
机组噪声对周边居民生态环境的影响。
附图说明
[0024] 图1为本发明实施例中风力发电机组噪声有源噪声控制系统的结构示意图;
[0025] 图2为噪声声频与降噪声频和成后的混和声频声波图;
[0026] 在图1和图2中,部件名称或线条与附图编号的对应关系为:
[0027] 噪声声频a、降噪声频b、混和声频c;
[0028] 参考麦克风1、控制器2、一级发声装置3、二级发声装置4、
[0029] 误差麦克风5、降噪屏障6。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。
[0031] 在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对
本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0033] 请参考图1和图2,其中,图1为本发明实施例中风力发电机组噪声有源噪声控制系统的结构示意图;图2为噪声声频与降噪声频和成后的混和声频声波图。
[0034] 为了解决现有技术中风力发电机组存在的运行噪声大的问题,本发明提出了一种风力发电机组噪声有源噪声控制方法,用于对风力发电机组进行降噪。
[0035] 在该降噪控制方法中,其具体包括步骤:
[0036] S1、对噪声声频进行分析
[0037] 要对噪声进行降噪,首先要对噪声进行分析,噪声也属于声频信号的一种,声频信号重要的三个要素分别为:频率、振幅以及相位。因此,本发明首先要获取风力发电机组正面的噪声声频a,并对获取的噪声声频a进行信号分析获取噪声声频a的噪声频率、噪声振幅以及噪声相位。
[0038] S2、提供降噪声频
[0039] 声频是一种振动能量信号,其具有叠加特性以及相减特性,即:当振幅以及频率,但是相位相差180°的两个声音信号叠加后,其振幅会衰减,振幅减弱则声调就会降低,通俗地说就是声音减弱了。
[0040] 根据上述原理:本发明根据获取的噪声频率、噪声振幅以及噪声相位,通过一级发声装置3在风力发电机组的正面区域释放降噪声频b,噪声声频a与降噪声频b混合形成混和声频c。混和声频c的振幅较弱,因此声音得到降低。混和声频c所在区域即为低噪声区域。
[0041] 在本发明中,降噪声频b的降噪频率与噪声频率相同,降噪声频b的降噪振幅与噪声振幅相同,降噪声频b的降噪相位与噪声相位相差180°。
[0042] 本发明旨在通过对风力发电机组的噪声进行有效识别,同时通过数据采集设备(参考麦克风)以及控制器通过仿真计算对噪声进行分析,找出噪声的频率成分。通过在风
力发电的外围,设立主动声源(一级发声装置)发生系统,采用声波反相叠加的形式,对已有的声音进行降低或衰减,达到降低噪声的目的。
[0043] 基于自适应滤波的有源噪声控制,本发明通过产生一个新的噪声声场使原噪声降低乃至消除。相对于传统的依靠声学结构、阻尼材料等无源噪声控制技术而言,本发明具有低频降噪效果明显的特点。
[0044] 本发明中,风力发电噪声场属于自由空间噪声场,针对风电机组运行时产生的低频辐射噪声拟通过有源消声虚拟屏障的方式,即通过在风电机组噪声源近场和传递过程中
采用有源噪声控制的方式,阻断、削弱其低频辐射声。本发明主要为建立风电机噪声有源控制的技术方法,通过对典型风电机辐射噪声的控制,研究大自由空间的有源消声,形成适用于不同地形的有源虚拟屏障的技术设计方法等,达到抵消噪声源表面噪声和噪声场空间传
播噪声的目的。
[0045] 本发明在不改变原有风力发电结构和发电效率的前提下,有效地解决了风力发电噪声对周边居民生态环境的影响。
[0046] 为了进一步提高本发明的降噪效果,本发明还提出了步骤三。
[0047] 其中步骤三具有如下两种方式:
[0048] A、获取降噪区的声音信号作为调整声频,对调整声频进行分析,根据分析结果对降噪声频b的降噪相位进行调整。
[0049] B、获取降噪区的声音信号作为调整声频,并在降噪区设置二级发声装置4;对调整声频进行分析,并获取调整声频的调整频率、调整振幅以及调整相位;控制二级发声装置4释放中和声频,中和声频的频率与调整频率相同,中和声频的振幅与调整振幅相同,中和声频的相位与调整相位相差180°。
[0050] 基于上述方法,本发明还提供了一种适用于该方法实施的风力发电机组噪声有源噪声控制系统,用于对风力发电机组进行降噪。
[0051] 在本发明提供的噪声控制系统中,该系统具体包括:参考麦克风1、控制器2以及一级发声装置3;将参考麦克风1设置于风力发电机组的正面并靠近风力发电机组,将一级发声装置3设置于降噪区内;参考麦克风1与控制器2信号连接,由参考麦克风1向控制器2发出噪声声频a信号,由控制器2接收噪声声频a信号后进行信号分析,并根据信号分析结果控制一级发声装置3发出降噪声频b。
[0052] 基于上述结构设计,本发明还包括有二级发声装置4以及误差麦克风5,误差麦克风5以及二级发声装置4均设置在降噪区内;误差麦克风5与控制器2信号连接,二级发声装
置4与控制器2控制连接。
[0053] 在上述结构设计中,本发明在降噪区内设置了误差麦克风5,其用于获取降噪区内的噪声声频。对于本领域技术人员而言,由于参考麦克风1以及控制器2的反应延迟以及其
他环境噪音干扰可能会造成一级发声装置3的噪声消除效果变弱,这样噪声区内的噪声污
染还是比较严重。为了解决该问题,本发明提供了误差麦克风5,由误差麦克风5获取降噪区内的噪声声频,然后根据降噪区内的噪声声频信号控制二级发声装置4进行降噪处理。这样本发明就提供出了一种逐级降噪的方案,可以极大程度地提高降噪效果。
[0054] 需要说明的是:风力发电机组的正面噪声较大,本发明则主要是消除风力发电机组的正面噪声。在此限定:距离风力发电机组50-150米的距离上设置降噪屏障6,降噪屏障6设置在风力发电机组的正面区域内。降噪屏障6朝向风力发电机组的侧面到风力发电机组
之间的区域为衰减区,主要是通过噪声在空气中传播进行自然衰减降噪。降噪屏障6背向风力发电机组的侧面区域则为降噪区,本发明主要是在降噪区实现噪声控制与降噪作业。
[0055] 在本发明中,为了进一步降噪,在风力发电机组的正面设置有降噪屏障6,降噪屏障可以有两种形式,一种为虚拟结构,例如本发明中所使用的声波降噪所形成的屏障。另一种为实体结构,例如采用吸声材料制成的屏障墙。
[0056] 首先将一级发声装置3设置到降噪屏障6的顶部并固定,在衰减区内设置参考麦克风1,通过参考麦克风1获取噪声声频a,噪声声频a信号通过数据线发送给控制器2,由控制器2对噪声声频a信号进行分析从而获取噪声频率、噪声振幅以及噪声相位。根据获取的噪
声频率、噪声振幅以及噪声相位,通过一级发声装置3发出降噪声频b,这样噪声声频a与降噪声频b叠加后衰减,达到降噪的目的。设置误差麦克风5则用于获取降噪区内的声音信号,控制器2以该信号为参考对一级发声装置3进行调整,从而达到最优的降噪效果。
[0057] 本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的,而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选
择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用,并且使本领域的普通技术人员
能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈