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電気モーターの磁気ノイズの問題に悩まされている場合でも、心配する必要はありません。あなたは一人ではありません。
このタイプのノイズはさまざまな要因によって発生する可能性があり、根本原因を特定するのは必ずしも簡単ではありません。
このブログ投稿では、電気モーターの磁気ノイズの原因について説明し、試せる解決策をいくつか紹介します。始めましょう!
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.
ただし、場合によってはモータを再設計しないとノイズの発生源を除去できない場合があり、その場合にはノイズを抑制または遮断する対策が必要になります。以下に、電気モーターの磁気ノイズの一般的な原因と考えられる解決策をいくつか示します。
ローターおよび/またはステーターの不均衡または位置ずれ。
解決策: この種のノイズは、多くの場合、ローターとステーターのバランスと位置を適切に調整することで除去できます。
巻線のアンバランスまたは絶縁不良。
解決策: この種のノイズは、多くの場合、適切な絶縁と巻線のバランスによって除去できます。
他の機器からの漂遊磁界や配線内の電流。
解決策: この種のノイズは、多くの場合、浮遊磁界を適切にシールドしフィルタリングすることで除去できます。
ベアリングの欠陥またはシャフトの取り付けが不適切です。
解決策: この種のノイズは、多くの場合、ベアリングの適切な潤滑とメンテナンスによって除去できます。
これらの一般的な原因に加えて、電気モーターの磁気ノイズの原因となる可能性のある要因が他にもあります。
たとえば、高温により巻線の絶縁が破壊され、ノイズが発生する可能性があります。
湿気やほこりなどの環境条件も電気ノイズの原因となる可能性があります。
モーターの磁気ノイズは、ローターやステーターの不均衡や位置ずれ、巻線の不均衡や絶縁不良、他の機器からの漂遊磁場や配線内の電流、ベアリングの故障やシャフトの不適切な装着など、さまざまな要因によって発生する可能性があります。そして高温。
湿気やほこりなどの環境条件も電気ノイズの原因となる可能性があります。
交流磁界は、モーターに通電しているときのみ線形周波数の 2 倍の振動やノイズ (ハム音など) を励起します。電源を遮断した後すぐにノイズが停止する場合、その原因は磁気ノイズです。
磁気ノイズは、通常、2 極および 4 極モーターにとって 2 番目に大きなノイズ源です (風抵抗が 1 番目です)。
おそらく 6 極以上のモーターの主なノイズ源となります。
これは主に、低速コアのステータ残留珪素鋼片の深さが、極数の少ない高速コアのステータ深さ（図 1 参照）や 2 極および 2 極の残留珪素鋼片の深さよりも小さいという事実によるものです。 6 極のステーター コアにより、変形しやすくなり、より小さな力でより大きな振幅の振動が発生します。 6 極以上の低速モーターは、エアギャップが小さくなり、ベアリングとハウジングの嵌合が非常に悪いため偏心効果が生じるため、騒音レベルが高くなる傾向があります。
磁気ノイズが主な発生源である場合、負荷が加わるとモーター全体のノイズが増加します。
通常、無負荷時と全負荷時の総騒音レベルの差は、2 極および 4 極モータでは小さいですが、6 極以上のモータでは大きくなる場合があります。
モーターの設計者は、（許容可能な力率を維持しながら）エア ギャップをできるだけ大きくすることで磁気ノイズを管理し、エア ギャップの変動によって引き起こされる磁力を低減でき、より長いコアを使用することでエア ギャップの磁束密度を低減できます。これにより、一般的に改善されます。力率。
もう 1 つの考慮事項は、クローズド スロットは磁気ノイズの増加につながらないということです。これが、設計者がクローズド スロット ロータを好む理由を説明しています。また、スロット開口部が広いと巻線が容易になるにもかかわらず、ランダム巻線ステータ用に最小限の開口部を持つ半クローズド スロットを好む理由も説明されています。入れる。
磁気ノイズに関連する形態としてスロッシング ノイズがあります。スロッシング ノイズは、比較的音量が小さく、低周波、高周波の鼓動成分であり、断続的であるため不快な場合があります。
負荷がかかるとより顕著になるスロッシングの関数として、周波数はスロッシングに応じて直接変化します。
原因としてはローターバーやエンドリングの開きなどが考えられますが、スリップ音は通常ローターの均一性の欠陥に関連しており、ローターを新品に交換することで解決できます。
電気モーターで磁気ノイズが発生した場合に試せる解決策がいくつかあります。
・電源を切ってもすぐにノイズが止まる場合は、磁気ノイズが原因である可能性が高くなります。 (許容可能な力率を維持しながら) エアギャップをできるだけ大きくすることで、磁力を減らすことができます。
また、より長いコアを使用することでエアギャップ磁束密度を下げることもでき、これにより一般に力率が向上します。
-騒音が主な原因の場合、負荷がかかるとモーター全体の騒音が増加します。
磁気ノイズを管理するには、(許容可能な力率を維持しながら) エア ギャップをできるだけ大きくし、磁力を減らすことができます。
- もう 1 つの考慮事項は、閉じたスロットによって磁気ノイズが増加しないことです。クローズド スロット ローターを使用してみることもできますし、ランダム巻きステーター用に開口部が最小限のセミクローズド スロットを好む場合もあります。
- 磁気ノイズに関連するものとして、スロッシング ノイズがあります。負荷がかかるとより顕著になるスロッシングの関数として、周波数はスロッシングに応じて直接変化します。原因としてはローターバーやエンドリングの開きなどが考えられますが、スリップ音は通常ローターの均一性の欠陥に関連しており、ローターを新品に交換することで解決できます。
これらの解決策を試しても電気モーターの磁気ノイズの問題が解決しない場合は、専門家に相談する必要があるかもしれません。
最寄りのモーターショップにお問い合わせください。
ロータースロットを傾けることで磁気ノイズを低減できます
しかし、傾けるスロットの最適な数については合意がなく、発生するノイズに対するスロットの影響を正確に計算する方法さえも合意されていません。一般的な推奨事項は、少なくとも 1 つのローターまたはステーター スロット (どちらかスロットの少ない方) でローターを傾けることです。偏差が小さくても磁気ノイズは大幅に低減されず、偏差が大きくなると通常はモーターの性能が低下します。
また、モータの極数を少なくすることで磁気ノイズも低減できます。極数が多いほど、磁界の交番が速くなり、発生するノイズも大きくなります。性能要件を満たすためにモーターを高速で動作させる必要がある場合、通常、極数を減らすことで、出力に大きな影響を与えることなくモーターの静音化を図ることができます。
最後に、モーターハウジングに絶縁を追加すると、磁気ノイズを低減できます。絶縁体は厚いほど効果は高くなりますが、それでもノイズを除去できる量には限界があります。場合によっては、磁気ノイズを完全に除去するために、モーターの周囲にシールドを追加する必要がある場合があります。
電気モーターの磁気ノイズを低減する方法に関するヒントをいくつか紹介します。
-ロータースロットを傾けます
-極数の少ないモーターを使用してください
-モーターハウジングに絶縁を追加します。
- モーターの周囲にシールドを追加します。
エアギャップが不均一であると、磁力のバランスが崩れ、最小のエアギャップの方向に磁力が強くなり、ステーター、ローター、フレームが変形して電磁ノイズが発生する可能性があります。また、モーターを低電圧で運転することが簡単な診断ツールとなります。
ルクス漏れも磁気ノイズの一般的な原因です。漏れは、より高品質の磁石材料を使用するか、コイルの巻数を増やすか、またはフェライトコアを使用することによって減らすことができます。
フェライト コアは磁束漏れを低減するように特別に設計されており、通常はセラミック化合物で作られています。
これらは比較的安価で設置が簡単で、高品質の磁石材料を使用するか、コイルの巻き数を増やすか、フェライト コアを使用することによって、磁束漏れを減らすことができます。
フェライト コアは磁束漏れを低減するように特別に設計されており、通常はセラミック化合物で作られています。
たとえば、モーターが最大電圧ではノイズを発生するが、定格電圧の半分では良好な音がする場合は、エア ギャップや、不適切に加工されたハウジングやオフコア ローターなどの問題を探します。
不均一なエアギャップの原因には、オフコア ローター、オフコア ステーターの曲がったシャフト ジャーナルの加工、ローター ボディが中心にないベアリング ボックス (またはスリーブ ベアリング) が中心にない、エンド ブラケットとステーターの取り付けが中心にない、変形したハウジングが含まれます。
2 極モーターと比較して、製造上の差異が低速モーターの磁気ノイズに大きく影響します。これは、4 極または多極モーターのエアギャップが 2 極モーターよりもはるかに小さいためです。誤差の範囲がはるかに小さくなります。したがって、4 極または多極モーターの製造品質がより重要になります。
磁気ノイズは、巻線内の漂遊磁束漏れ経路によっても発生する可能性がありますが、これは、より優れた絶縁とより厳しい巻線クリアランスを使用することで最小限に抑えることができます。
結論。
モーターのノイズの原因を特定することは、ノイズを修正することよりも難しい場合が多く、系統的に調査を行うことで可能性が狭まり、問題解決が容易になります。
ノイズが製造上の欠陥や異常など、モータ設計上の何らかの要因によって発生している場合、解決策は、モータ内で発生する主要な磁気ノイズの原因を特定し、それらを低減または除去するための適切な方法を選択することです。
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