IEC 60034-92021 旋转电机.第9部分噪声限值标准立项发展报告

旋转电机第9部分：噪声限值标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Rotatingelectricalmachines-Part9:Noiselimits摘要关键词：旋转电机；噪声限值；IEC60034-9；声功率级；国际标准Keywords:Rotatingelectricalmachines;Noiselimits;IEC60034-9;Soundpowerlevel;Internationalstandard一、引言旋转电机广泛应用于工业驱动、能源发电、交通运输、家用电器等国民经济各个领域，是现代工业体系中不可或缺的基础装备。然而，电机运行过程中产生的电磁噪声、机械噪声和空气动力噪声，不仅影响设备运行环境的舒适性，还可能对长期暴露于高噪声环境中的人员听力健康造成不可逆的损害。世界卫生组织（WHO）的研究数据表明，长期处于超过85分贝噪声环境中工作的人群，其听力损伤的发病率显著升高。因此，建立科学合理的电机噪声限值标准，对于保护作业人员健康、改善工作环境质量、促进电机产品绿色低碳发展具有极为重要的现实意义。国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission，简称IEC）作为全球最具权威性的电工电子领域国际标准化组织，其下设的TC2（旋转电机技术委员会）长期致力于旋转电机相关国际标准的制修订工作。IEC60034系列标准作为旋转电机领域的基础性标准族，涵盖了电机的性能、试验方法、安装要求、冷却方式等多个方面。其中，IEC60034-9《旋转电机第9部分：噪声限值》专门针对电机的噪声限值及其测试方法做出规定，是电机产品噪声评价的核心技术依据。随着电机设计制造技术的不断进步，以及社会各界对环境保护和职业健康要求的日益提升，IEC对60034-9标准进行了持续修订和完善。2021年10月14日，IEC正式发布了IEC60034-9:2021第三版标准，替代了此前实施的IEC60034-9:2003版本。新版本在测试条件、噪声限值、测量方法等方面均做出了重要技术更新，适应了当前电机行业的技术发展水平和市场需求。本报告旨在全面梳理IEC60034-9:2021标准的立项背景与编制过程，深入解析标准的核心技术内容和主要修订要点，系统评估标准的技术水平与行业影响，以期为国内旋转电机行业从业人员、标准化工作者及科研人员提供有价值的参考和借鉴。二、标准立项背景与编制历程2.1国际标准化环境分析旋转电机作为量大面广的通用机电产品，其国际贸易量持续增长。根据联合国商品贸易统计数据库（UNComtrade）的数据，全球旋转电机及其零部件的年贸易额已超过千亿美元。在此背景下，统一的国际标准对于消除技术性贸易壁垒、促进国际贸易便利化具有不可替代的作用。IEC60034-9标准作为旋转电机噪声限值的国际统一规范，其重要性随着全球电机贸易规模的扩大而不断提升。与此同时，国际社会对工业产品环境噪声控制的要求日趋严格。欧盟《室外环境噪声指令》（Directive2000/14/EC）及《机械指令》（MachineryDirective2006/42/EC）均对电机产品的噪声水平提出了明确要求。我国也陆续发布了《声环境质量标准》（GB3096-2008）和《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）等环境噪声控制标准。这些法规和标准体系的建立，对旋转电机噪声限值标准的及时更新提出了迫切需求。2.2版本演进历程IEC60034-9标准的制修订历程反映了国际社会对电机噪声问题认识的不断深化和技术水平的持续提升。该标准的研究工作最早可追溯至20世纪70年代。1972年，IECTC2技术委员会首次启动电机噪声限值标准的编制工作，旨在统一各成员国在电机噪声评价方面的技术准则。经过数年的讨论与协商，IEC60034-9第一版于1984年正式发布，为全球旋转电机的噪声评价提供了统一的国际准则。随着声学测量技术的发展和电机设计制造水平的提升，IECTC2技术委员会于1997年启动了标准的第一次系统修订工作。经过广泛征求意见和技术论证，IEC60034-9:2003第二版正式发布。该版本在测试环境要求、安装条件规定及噪声限值等方面进行了全面优化，引入了新的声学测试技术和评价方法。2018年，IECTC2技术委员会根据标准周期性复审机制，决定对IEC60034-9:2003进行再次全面修订。此次修订工作充分考虑了以下因素：一是声学测量仪器和测试技术的长足进步；二是各类旋转电机产品噪声水平的实际变化；三是国际社会对环境保护和职业健康的更高要求；四是与其他相关国际标准（如ISO3740系列、IEC60034-1等）的协调一致性需求。经过三年多的深入研究和多轮国际协商，IEC60034-9:2021第三版于2021年10月14日正式发布。2.3标准立项必要性分析本标准的立项和修订主要基于以下几方面必要性：第一，技术进步推动标准更新。近年来，电机设计制造技术取得了显著进步，高效节能电机的推广普及使得电机的电磁设计和结构设计不断优化。同时，计算声学技术得到广泛应用，电机噪声的预测和优化手段日益成熟。这些技术进步要求在标准层面反映电机噪声水平的实际变化，并为新型电机产品提供适用的噪声评价依据。第二，国际法规环境变化的客观要求。全球主要经济体对机电产品噪声控制的法律法规要求不断提高，特别是在生态设计指令框架下，电机产品需要满足更为严格的环保性能要求。标准需要与这些法规要求保持协调和衔接。第三，新技术新产品的适用性需求。变频驱动电机的广泛应用以及各种新型冷却结构的出现，使得电机的噪声特性发生了显著变化。原有标准在变频供电条件下的适用性问题日益突出，需要加以明确和完善。第四，标准间协调一致性的内在需求。声学测量基础标准（如ISO3740系列）近年来的更新，以及IEC60034系列内部各标准之间的协调需要，都要求对IEC60034-9进行相应的技术调整。三、标准主要内容与技术解读3.1标准的适用范围IEC60034-9:2021《旋转电机第9部分：噪声限值》适用于额定电压不超过11kV、额定频率不超过60Hz的所有旋转电机，不包括为特殊目的而专门设计的电机以及安装在特殊环境中的电机。标准规定的噪声限值适用于电机在额定电压、额定频率和额定转速下稳定运行时的噪声辐射情况。相较于前一版本，第三版在适用范围方面进行了适当调整，更为清晰地界定了标准适用于“在额定条件下运行”的电机，并对特殊用途电机的噪声限值调整原则做出了进一步明确。这一调整增强了标准的适用性和可操作性。3.2规范性引用文件标准主要引用了以下重要规范性文件：-ISO3740:2019《声学声压法测定噪声源声功率级和声能级用于基本标准使用的综述性指南》-ISO3744:2010《声学声压法测定噪声源声功率级和声能级反射面上方近似自由场的工程法》-ISO3745:2012《声学声压法测定噪声源声功率级和声能级消声室和半消声室的精密法》-ISO4871:1996《声学机器和设备噪声辐射值的标示和验证》-IEC60034-1:2017《旋转电机第1部分：额定值和性能》上述引用文件为标准的噪声测量和评价提供了重要的技术支撑，确保了标准与国际声学测试基础标准体系的有效衔接。3.3噪声限值规定标准的核心内容是对不同类别和规格的旋转电机规定相应的噪声限值。IEC60034-9:2021根据电机的冷却方式（IC代码）、防护等级（IP代码）、机座号和转速等参数，将电机划分为不同类别，并规定了每种类别电机允许的最大A计权声功率级。主要分类方式包括：-按冷却方式分类：IC01（自由进气）、IC11（管道进气）、IC411（带独立冷却风扇）等不同冷却方式的电机，因其空气动力噪声特性差异显著，分别设定了不同的噪声限值。-按防护等级分类：封闭式电机（如IP54、IP55等）与开启式电机的噪声辐射特性不同，标准中分别进行了规定。-按转速分类：标准针对2极（约3000r/min）、4极（约1500r/min）、6极（约1000r/min）以及8极及以上（750r/min及以下）等不同转速等级的电机分别规定了噪声限值。低转速电机的允许噪声级一般低于高转速电机。值得关注的是，第三版标准在多处噪声限值上进行了适当调整，部分规格电机的限值有所放宽，这主要是基于对当前各类电机实际噪声水平的统计分析结果以及技术经济性的综合平衡考虑。同时，标准新增了针对变频供电条件下电机噪声评价的相关规定，为变频电机的噪声控制提供了技术依据。3.4噪声测量方法与不确定度评估确保测量结果的准确性和可比性是噪声限值标准有效实施的关键前提。IEC60034-9:2021推荐采用ISO3740系列标准规定的声压法测量电机噪声源的声功率级，其中优先推荐采用ISO3744规定的工程法作为标准测试方法。在测量条件方面，标准明确了以下关键要求：-测试环境：应在规定的声学测试环境（如反射面上方近似自由场）中进行，环境修正系数K2A应满足规定限值；-安装条件：被测电机应按标准规定的安装方式进行安装，安装基础应避免产生额外的结构噪声辐射；-运行状态：电机应在额定电压、额定频率下运行，负载状态应明确记录；-测量表面：应根据电机外形尺寸选择合适的测量表面（半球面或矩形六面体），测量点数量和位置应遵循相关标准规定。同时，新版本强化了对测量不确定度的评估要求。标准要求在标示噪声辐射值时，需同时标注测量不确定度K值，这一要求与ISO4871标准的规定保持一致。通过合理的测量不确定度评估，可以有效比较不同实验室之间的测量结果，提升测量数据的可靠性和可比性。3.5噪声辐射值的标示与验证标准规定，电机噪声辐射值的标示应遵循ISO4871的要求，在出厂铭牌或技术文件中标明实测A计权声功率级LWA及其对应的不确定度K值。标示的噪声值应为同型号电机的统计值，应能代表该型号电机的典型噪声水平。在验证方案方面，标准推荐采用以下两种方式之一：一是型式试验，即对代表性样机进行全面噪声测试以验证其符合标示值；二是例行检查，即在生产过程中对每台电机或抽样电机进行快速噪声检测。两种方案均应考虑测量不确定度的影响，确保验证结果的科学性和公正性。四、主要修订内容分析4.1与上一版的主要技术差异IEC60034-9:2003自发布以来已实施了近二十年。在此期间，旋转电机技术取得了长足的发展，原标准中的部分技术内容已不能完全适应行业发展的需要。IEC60034-9:2021在广泛征求意见和深入技术论证基础上，主要进行了以下几方面的重要修订：（一）结构体系和表述方式的全面优化。新版标准在章节编排上进行了重新梳理，使标准结构更加清晰合理，表述更加准确规范。例如，对冷却方式分类和噪声限值表格的编排进行了优化，增强了标准的可读性和可操作性。（二）噪声限值的适度调整。根据近年来旋转电机噪声水平的实际统计数据和行业技术发展现状，新版标准对部分机座号和转速等级电机的噪声限值进行了合理化调整。总体上，对于常规系列电机，限值调整幅度控制在2~3dB(A)范围内，既考虑了技术可行性，也兼顾了经济合理性。（三）变频供电规定的补充完善。鉴于变频驱动技术在现代工业中的广泛应用，新版标准增加了变频供电条件下电机噪声的测量和评价方法建议，明确了变频供电时噪声测量的特殊要求和注意事项，填补了原标准在该领域的技术空白。（四）测量方法的技术更新。新版标准更新了对声学测量方法和测量仪器的技术要求，与ISO3740系列标准的最新版本保持了一致性，确保了测量方法的技术先进性和国际协调性。（五）不确定度评估要求的强化。新版标准进一步强化了测量不确定度评估和标示要求，要求噪声辐射值的标示应包含完整的不确定度信息，提高了噪声限值判定的科学性和公正性。4.2标准协调性分析作为IEC60034标准族的重要组成部分，IEC60034-9:2021的修订充分考虑了与IEC60034系列其他部分的协调一致性。特别是在电机的额定值、性能参数定义方面，与IEC60034-1:2017保持了一致的技术语言和定义框架。在声学测试方法方面，新版标准与ISO3740:2019、ISO3744:2010等声学基础标准实现了良好的协调与衔接。同时，新版标准与欧盟机械指令、生态设计法规对电机噪声的要求保持了适当的协调性，为电机制造商满足法规要求提供了标准层面的技术支撑。五、主要参与单位与贡献5.1标准制定组织架构IEC60034-9:2021标准的制定和修订工作由IECTC2（旋转电机技术委员会）负责组织，其下设的WG27工作组具体承担噪声限值标准的起草和修订技术工作。参与标准制修订工作的专家来自全球各主要工业国家的电机制造企业、检测认证机构、科研院所和用户代表，充分体现了国际标准制定过程的广泛参与性和技术权威性。5.2主要贡献单位介绍在国际电工委员会IECTC2框架下，德国电工委员会（DKE）及其下属的旋转电机标准化委员会在IEC60034-9标准的历次制修订过程中都发挥了关键性的技术引领作用。德国作为全球电机制造技术最先进的国家之一，拥有西门子（SiemensAG）、弗兰德（FlenderGmbH）等世界知名的电机制造企业，以及弗劳恩霍夫研究所等顶尖的科研机构。在IEC60034-9:2021修订过程中，德国专家团队承担了工作组召集人及主要起草人的重要角色，在以下方面做出了突出的技术贡献：一是系统开展了电机噪声水平的国际比对测试研究，为噪声限值的合理设定提供了大量可靠的试验数据；二是率先提出了变频供电条件下电机噪声评价方法的技术建议，对补充完善变频供电相关内容起到了关键推动作用；三是在测量不确定度评估方法的应用方面提出了积极建议，促进了新版标准测量体系与ISO声学标准体系的深度衔接与协调。此外，日本电机制造商协会（JEMA）在标准修订过程中积极贡献了低噪声电机设计方面的工程经验。中国作为全球最大的电机制造国，也积极派员参与了该标准的修订工作，中国电器工业协会中小型电机分会组织国内骨干企业开展了多轮测试验证和数据收集工作，提交了中国电机制造行业的噪声水平实测数据和技术意见。全国旋转电机标准化技术委员会（SAC/TC26）积极跟踪标准修订进程，组织国内相关单位开展标准适用性分析和验证试验，为标准的技术完善贡献了中国方案和行业经验。六、标准实施应用与展望6.1标准的推广应用价值IEC6003