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摘要：人们在使用家电产品中，微波炉可以用微波来加热食品，为人们的生活带来了极大的便利。而微波炉在工作时，高压变压器产生漏磁引起周围机壳共振，并且微波炉风扇扇叶在转动过程中，会发生很大的“嗡嗡”噪音，这在给人们提供生活的便利的同时也影响了人们的生活。因此，本文探索分析了一种降低微波炉噪音的产品设计方法，以期为提升家电产品的使用效果做出一点贡献。
关键词：微波炉；噪音；降噪设计
1.微波炉噪音的来源
从微波炉的工作原理来看，微波炉将电能通过磁控管产生微波，微波再通过共振加热水分子从而给食物加热。微波炉的磁控管的效率只有70%左右，其它30%的能量都会变成热量，所以微波炉内会有风扇帮助散热，这和CPU风扇类似。当风扇的振动频率和微波炉外壳的固有频率接近的时候，外壳也将会产生振动，风扇的振动和外壳的振动都会使得微波炉在工作的时候会有噪音，这就是微波炉噪音的来源。
2.降低微波炉噪音的主要设计思路
从上述分析可知，微波炉噪音的来源主要是来自风扇扇叶的风噪音，因此为了降低微波炉的噪音，可以从微波炉的风扇扇叶以及整体的风量入手，对其进行改进设计。
2.1从风扇扇叶下手
①扇叶强度下手
扇叶迎风边缘加厚，扇叶厚度加厚（但是加厚后质量增加会降低转速）。
②扇叶材料下手
扇叶V0防火材料偏软在安规许可情况下可以改为HB防火材料（HB材料因为有阻燃剂材料会硬）。
2.2从整体风量下手
①扇叶转速越低噪音越少，为保证风量增加扇叶数量；
②微波炉扇叶通常为四叶，改为五叶扇叶；
③在成本许可情况下由交流电机改为直流电机；
④从微波炉整体风道下手；
⑤加强出风口扰流板强度（钣金件打加强筋，塑料件增加肉后和支撑筋条）。
3.一种降低微波炉噪音的产品设计方法分析
上文中分析了降低微波炉产品噪音的主要设计思路，下面本节分析一种优化改进冷却部件，并使用两个低功率、低转速直流风扇分别单独冷却磁控管和变频板的双直流风扇的微波炉产品设计。
3.1双直流风扇降低变频微波炉噪音的工作原理
在腔体后板上安装两个轴流盒式风扇，分别冷却发热部件磁控管与变频板。每个风扇为12V直流电压风扇，风扇结构形式类似电脑CPU的冷却风扇，呈正方形，扇叶边框40mm×40mm，体积较小可以有效节约空间。轴流风扇为直流电压驱动，运行平稳，所用的风扇是低功率的，每个风扇的功率不超过3W，可以有效降低耗电量。所用风扇转速为1500rpm左右，可有效减小风扇与后板之间连接震动产生的噪音。同时为了避免磁控管与变频板安装距离过近，发热时两个部件互相影响，将其安装距离拉大，两个风扇的安装位置分别对应磁控管和变频板的位置，能够分别集中有效冷却发热部件，大大提高了冷却效率。
3.2噪音试验
按照GB 19606-2004《家用和类似用途电器噪声限值》要求进行噪音测试，用声级计（A计权）距离微波炉外廓1m处，测量前、后、左、右、顶部5点位置，读取在噪音较大情况下指示的平均值Li，以五点噪音的算术平均值作为该机的平均声压级噪声Lpm，最后由公式Lw=Lpm+101gs/s0计算出噪声声功率值。
其中：S—测量表面的包络面积，S0为基准面、取S0=1m2。
3.2.1改进前单风扇结构的噪音试验
对一台装有单风扇的变频微波炉，按照以上噪音及温升的试验方法要求，分别进行噪音、温升测试，噪音测试结果见表1。由以上公式计算出平均声压级Lpm为50.7d B，经测量微波炉表面的包络面积为19.414m2，计算出噪声声功率值Lw为63.6d B。
3.3微波炉设计改进使用双风扇前后试验结果比较分析
对原微波炉的结构进行分析，变频微波炉工作时磁控管、变频板为最主要的发热部件。而磁控管与变频板电子元件温升有限定值要求，温度过高超过限定值，容易损坏元器件，导致微波炉不能正常工作。传统变频微波炉，采用一个风扇冷却，同时冷却磁控管与变频板。为了达到冷却效果，冷却的扇叶外径较大，需要大功率、高转速的交流风扇电机来驱动扇叶。大功率、高转速风扇电机与其他部件震动，产生了大的噪音。
在对微波炉进行优化改造设计后，其使用的是两个低功率、低转速的直流盒式风扇，分别单独冷却磁控管及变频板。首先盒式风扇的边框形成的风道，将扇叶吹来的冷风有效聚集，集中吹向发热部件，大大提高了冷却效果，起到很好地冷却磁控管、变频板的目的。其次直流式风扇运行平稳，工作时噪音非常小，避免将微波炉噪音进一步加大。最后使用低功率、低转速的风扇，可以有效避免与其他部件共震产生大的噪音。通过以上的优化改进，在满足发热部件温升的标准要求前提下，降低了变频微波炉的噪音。经实际测量，噪音值仅为49.7dB，降低噪音的效果十分明显。
结束语：综上所述，本文针对降低微波炉噪音的主要设计思路进行了简要概述，并分析了一种使用两个低功率、低转速直流盒式风扇的微波炉产品的改进设计方法。经过对通过对噪音的测试，结果显示，这种微波炉产品设计方法在满足发热部件温升标准的同时，有效地降低了变频微波炉运转时产生的噪音，因此值得推广应用。
参考文献
[1]GB 19606-2004《家用和类似用途电器噪声限值》
[2]马冠胜.浅谈微波炉的工作原理及应用[J].读写算.2014.
[3]鄢妍，熊京京.微波炉的原理及检修方法[J].南方农机.2017.
论文作者:黄伙旭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第6期
论文发表时间:2018/8/22
标签：微波炉论文; 噪音论文; 风扇论文; 部件论文; 转速论文; 功率论文; 磁控管论文; 《建筑学研究前沿》2018年第6期论文;