Se hai riscontrato problemi con il rumore magnetico nei tuoi motori elettrici, non preoccuparti: non sei solo.
Questo tipo di rumore può essere causato da diversi fattori e non è sempre facile determinarne la causa principale.
In questo post del blog discuteremo delle cause del rumore magnetico nei motori elettrici e forniremo alcune soluzioni che puoi provare. Iniziamo!
All noise originates from mechanical forces that propagate pressure waves through air, liquid or solid materials, and the frequency of noise in the human hearing range is usually between 20 Hz and 20 kHz. Magnetic noise in motors, also called "electromagnetic" or "electrical" noise, is caused by mechanical forces (e.g. pressure) generated by the attractive and repulsive forces of magnetized parts in their alternating magnetic fields. In most cases, this type of noise can be eliminated or reduced by proper design and manufacturing of electric motors.
Tuttavia, in alcuni casi la fonte del rumore non può essere eliminata senza riprogettare il motore e in questi casi è necessario adottare misure per sopprimere o isolare il rumore. Di seguito sono riportate alcune cause comuni di rumore magnetico nei motori elettrici e alcune possibili soluzioni:
Squilibrio o disallineamento del rotore e/o dello statore.
Soluzione: questo tipo di rumore può spesso essere eliminato mediante un corretto bilanciamento e allineamento del rotore e dello statore.
Squilibrio dell'avvolgimento o scarso isolamento.
Soluzione: questo tipo di rumore può spesso essere eliminato mediante un adeguato isolamento e bilanciamento degli avvolgimenti.
Campi magnetici dispersi provenienti da altre apparecchiature o correnti nel cablaggio.
Soluzione: questo tipo di rumore può spesso essere eliminato mediante un'adeguata schermatura e filtraggio dei campi magnetici dispersi.
Cuscinetti difettosi o alberi posizionati in modo errato.
Soluzione: questo tipo di rumore può spesso essere eliminato mediante un'adeguata lubrificazione e manutenzione dei cuscinetti.
Oltre a queste cause comuni, esistono altri fattori che possono contribuire al rumore magnetico nei motori elettrici.
Ad esempio, le alte temperature possono causare la rottura dell'isolamento degli avvolgimenti, con conseguente rumore.
Anche condizioni ambientali come umidità e polvere possono causare rumore elettrico.
Il rumore magnetico nei motori può essere causato da una varietà di fattori, tra cui squilibrio o disallineamento del rotore e/o dello statore, squilibrio degli avvolgimenti o scarso isolamento, campi magnetici vaganti provenienti da altre apparecchiature o correnti nel cablaggio, cuscinetti difettosi o alberi posizionati in modo errato, e alte temperature.
Anche condizioni ambientali come umidità e polvere possono causare rumore elettrico.
Il campo magnetico alternato eccita vibrazioni e rumore al doppio della frequenza lineare (ad esempio, ronzio) solo quando il motore è alimentato e se il rumore scompare immediatamente dopo aver interrotto l'alimentazione, la fonte è rumore magnetico.
Il rumore magnetico è solitamente la seconda fonte di rumore per i motori a due e quattro poli (la resistenza al vento è la prima).
forse la principale fonte di rumore per i motori a sei o più poli.
Ciò è dovuto principalmente al fatto che la profondità dei pezzi residui di acciaio al silicio dello statore nei nuclei a bassa velocità è inferiore alla profondità dello statore nei nuclei ad alta velocità con meno poli (vedere Figura 1) e dei pezzi residui di acciaio al silicio nei nuclei a 2 poli e Nuclei dello statore a 6 poli, che li rende più suscettibili alla deformazione e produce vibrazioni di maggiore ampiezza a causa di forze minori. I motori a bassa velocità con sei o più poli sono soggetti a livelli di rumore più elevati a causa dei traferri più piccoli e dell'effetto eccentrico di cuscinetti e alloggiamenti estremamente scadenti.
Se la fonte principale è il rumore magnetico, il rumore complessivo del motore aumenta quando viene applicato un carico.
In genere, la differenza nel livello di rumore totale a vuoto e a pieno carico è piccola per i motori a due e quattro poli, ma può essere significativa per i motori a sei o più poli.
I progettisti di motori gestiscono il rumore magnetico rendendo il traferro il più ampio possibile (pur mantenendo un fattore di potenza accettabile), possono ridurre le forze magnetiche causate dalle variazioni del traferro e possono ridurre la densità del flusso del traferro utilizzando nuclei più lunghi, che generalmente migliorano fattore di potenza.
Un'altra considerazione è che le cave chiuse non portano ad un aumento del rumore magnetico, il che spiega perché i progettisti preferiscono i rotori a cava chiusa, e preferiscono anche cave semichiuse con aperture minime per statori ad avvolgimento casuale, anche se aperture più ampie delle cave rendono gli avvolgimenti più facili da inserire.
Una forma correlata di rumore magnetico è il rumore di sbattimento, una componente del battito a volume relativamente basso, a bassa e ad alta frequenza che può essere discutibile perché intermittente.
In funzione dello sloshing, che è più pronunciato sotto carico, la frequenza varia direttamente con lo sloshing.
Le cause possono includere barre del rotore aperte o anelli terminali, ma il rumore di scivolamento è solitamente associato a un difetto di uniformità nel rotore e il rimedio è un nuovo rotore.
Esistono diverse soluzioni che puoi provare se riscontri rumore magnetico nei tuoi motori elettrici:
-Se il rumore scompare immediatamente dopo aver interrotto l'alimentazione, è molto probabile che la fonte sia un rumore magnetico. Puoi provare a ridurre la forza magnetica aumentando il più possibile il traferro (mantenendo un fattore di potenza accettabile).
È inoltre possibile ridurre la densità del flusso del traferro utilizzando nuclei più lunghi, che generalmente migliorano il fattore di potenza.
-Se il rumore è la sua fonte primaria, il rumore complessivo del motore aumenta quando viene applicato un carico.
Puoi provare a gestire il rumore magnetico allargando il più possibile il traferro (mantenendo un fattore di potenza accettabile), riducendo le forze magnetiche.
-Un'altra considerazione è che le fessure chiuse non comportano un aumento del rumore magnetico. Puoi provare a utilizzare rotori a slot chiuso e potresti anche preferire slot semichiusi con aperture minime per statori ad avvolgimento casuale.
-Una forma correlata di rumore magnetico è il rumore di sciabordio. In funzione dello sloshing, che è più pronunciato sotto carico, la frequenza varia direttamente con lo sloshing. Le cause possono includere barre del rotore aperte o anelli terminali, ma il rumore di scivolamento è solitamente associato a un difetto di uniformità nel rotore e il rimedio è un nuovo rotore.
Se riscontri ancora problemi con il rumore magnetico nei motori elettrici dopo aver provato queste soluzioni, potrebbe essere necessario rivolgersi a un professionista.
Contatta il tuo negozio di motori locale per ricevere assistenza.
L'inclinazione delle fessure del rotore può ridurre il rumore magnetico
ma non esiste accordo sul numero ottimale di slot da inclinare, e nemmeno su un metodo accurato per calcolare il loro effetto sul rumore generato. Una raccomandazione comune è quella di inclinare il rotore con almeno uno slot del rotore o dello statore (a seconda di quale abbia meno slot); qualsiasi deviazione più piccola non ridurrà in modo significativo il rumore magnetico e deviazioni maggiori solitamente ridurranno le prestazioni del motore.
Il rumore magnetico può anche essere ridotto utilizzando un motore con meno poli. Maggiore è il numero di poli, più velocemente si alterna il campo magnetico e maggiore è il rumore generato. Se un motore deve essere utilizzato ad alta velocità per soddisfare i suoi requisiti prestazionali, la riduzione del numero di poli solitamente lo silenzierà senza incidere in modo significativo sulla sua potenza.
Infine, l'aggiunta di isolamento all'alloggiamento del motore può contribuire a ridurre il rumore magnetico. Più spesso è l'isolamento, meglio funzionerà, ma esiste un limite alla quantità di rumore che può essere eliminata in questo modo. In alcuni casi potrebbe essere necessario aggiungere un'ulteriore schermatura attorno al motore per eliminare completamente il rumore magnetico.
Ecco alcuni suggerimenti su come ridurre il rumore magnetico nei motori elettrici:
-Inclinare le fessure del rotore
-Utilizzare un motore con meno poli
-Aggiungere l'isolamento all'alloggiamento del motore
-Aggiungere una schermatura attorno al motore.
I traferri irregolari possono causare un'attrazione magnetica sbilanciata e forze magnetiche più forti nella direzione del traferro più piccolo, che possono distorcere lo statore, il rotore e il telaio creando rumore elettromagnetico, e il funzionamento del motore a tensione ridotta è un semplice strumento diagnostico.
La perdita di lux è un'altra causa comune di rumore magnetico. È possibile ridurre le perdite utilizzando un materiale magnetico di migliore qualità, aumentando il numero di spire della bobina o utilizzando un nucleo di ferrite.
I nuclei di ferrite sono progettati specificatamente per ridurre le perdite di flusso e sono generalmente costituiti da un composto ceramico.
Sono relativamente economici e facili da installare, le perdite di Solux possono essere ridotte utilizzando un materiale magnetico di migliore qualità, aumentando il numero di spire nella bobina o utilizzando un nucleo di ferrite.
I nuclei di ferrite sono progettati specificatamente per ridurre le perdite di flusso e sono generalmente costituiti da un composto ceramico.
Ad esempio, se il motore fa rumore a piena tensione ma suona bene a metà della tensione nominale, cercare traferri e problemi come alloggiamenti lavorati in modo improprio o rotori fuori nucleo.
Le cause del traferro irregolare includono: rotore fuori centro statore fuori centro lavorazione piegata del perno dell'albero e corpo del rotore non centrato scatola del cuscinetto (o cuscinetto a manicotto) staffa terminale e statore non centrati alloggiamento deformato non centrato.
Rispetto ai motori a due poli, le differenze di produzione hanno un impatto maggiore sul rumore magnetico dei motori a bassa velocità, perché il traferro dei motori a quattro poli o multipolari è molto più piccolo dei motori a due poli, il che li rende margine di errore molto più ridotto. di conseguenza, la qualità costruttiva dei motori quadripolari o multipolari è più critica.
Il rumore magnetico può anche essere causato da percorsi di dispersione del flusso vagante nell'avvolgimento, che possono essere ridotti al minimo utilizzando un migliore isolamento e spazi più stretti tra gli avvolgimenti.
Conclusione.
Identificare la fonte del rumore in un motore è spesso più impegnativo che correggerlo e un approccio metodico all'indagine può restringere le possibilità e facilitare la risoluzione dei problemi.
Se il rumore è causato da qualche fattore nella progettazione del motore, come un difetto di fabbricazione o un'anomalia, la soluzione è trovare la causa della maggiore generazione di rumore magnetico nel motore e selezionare il metodo appropriato per ridurlo o eliminarlo.
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