Jeśli masz problemy z szumem magnetycznym w silnikach elektrycznych, nie martw się – nie jesteś sam.
Ten rodzaj hałasu może być spowodowany różnymi czynnikami i nie zawsze łatwo jest określić jego przyczynę.
W tym poście na blogu omówimy przyczyny szumu magnetycznego w silnikach elektrycznych i przedstawimy kilka rozwiązań, które możesz wypróbować. Zacznijmy!
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.
Jednakże w niektórych przypadkach źródła hałasu nie można wyeliminować bez przeprojektowania silnika i w takich przypadkach konieczne jest podjęcie kroków w celu stłumienia lub wyizolowania hałasu. Poniżej przedstawiono niektóre typowe przyczyny szumu magnetycznego w silnikach elektrycznych i kilka możliwych rozwiązań:
Niewyważenie lub niewspółosiowość wirnika i/lub stojana.
Rozwiązanie: Tego typu hałas często można wyeliminować poprzez odpowiednie wyważenie i ustawienie wirnika i stojana.
Nierównowaga uzwojeń lub słaba izolacja.
Rozwiązanie: Tego typu szumy często można wyeliminować poprzez odpowiednią izolację i wyważenie uzwojeń.
Błądzące pola magnetyczne pochodzące od innych urządzeń lub prądów w okablowaniu.
Rozwiązanie: Tego typu zakłócenia często można wyeliminować poprzez odpowiednie ekranowanie i filtrowanie rozproszonych pól magnetycznych.
Wadliwe łożyska lub nieprawidłowo osadzone wały.
Rozwiązanie: Tego typu hałas często można wyeliminować poprzez odpowiednie smarowanie i konserwację łożysk.
Oprócz tych typowych przyczyn istnieją inne czynniki, które mogą przyczyniać się do powstawania szumu magnetycznego w silnikach elektrycznych.
Na przykład wysokie temperatury mogą spowodować uszkodzenie izolacji uzwojeń, co powoduje hałas.
Warunki środowiskowe, takie jak wilgoć i kurz, mogą również powodować zakłócenia elektryczne.
Hałas magnetyczny w silnikach może być spowodowany różnymi czynnikami, w tym niewyważeniem lub niewspółosiowością wirnika i/lub stojana, niewyważeniem uzwojenia lub słabą izolacją, błądzącymi polami magnetycznymi pochodzącymi od innych urządzeń lub prądami w okablowaniu, uszkodzonymi łożyskami lub nieprawidłowo osadzonymi wałami oraz wysokimi temperaturami.
Warunki środowiskowe, takie jak wilgoć i kurz, mogą również powodować zakłócenia elektryczne.
Zmienne pole magnetyczne wzbudza wibracje i hałas o częstotliwości dwukrotnie większej niż częstotliwość liniowa (np. buczenie) tylko wtedy, gdy silnik jest zasilany, a jeśli hałas ustaje natychmiast po odłączeniu zasilania, źródłem jest szum magnetyczny.
Hałas magnetyczny jest zwykle drugim co do wielkości źródłem hałasu w silnikach dwu- i czterobiegunowych (pierwszym jest opór powietrza).
być może głównym źródłem hałasu w przypadku silników sześciobiegunowych lub większej liczby biegunów.
Wynika to głównie z faktu, że głębokość pozostałości stali krzemowej stojana w rdzeniach o niskiej prędkości jest mniejsza niż głębokość stojana w rdzeniach o dużej prędkości z mniejszą liczbą biegunów (patrz rysunek 1) i pozostałości stali krzemowej w rdzeniach stojana 2- i 6-biegunowych, co czyni je bardziej podatnymi na odkształcenia i wytwarza drgania o większej amplitudzie ze względu na mniejsze siły. Silniki o niskiej prędkości z sześcioma lub więcej biegunami są podatne na wyższy poziom hałasu ze względu na mniejsze szczeliny powietrzne i mimośrodowy efekt bardzo złego pasowania łożysk i opraw.
Jeśli głównym źródłem jest szum magnetyczny, ogólny hałas silnika wzrasta po przyłożeniu obciążenia.
Zwykle różnica w całkowitym poziomie hałasu przy braku obciążenia i przy pełnym obciążeniu jest niewielka w przypadku silników dwu- i czterobiegunowych, ale może być znacząca w przypadku silników z sześcioma lub większą liczbą biegunów.
Projektanci silników radzą sobie z szumem magnetycznym, zwiększając możliwie największą szczelinę powietrzną (przy zachowaniu akceptowalnego współczynnika mocy), mogą zmniejszyć siły magnetyczne spowodowane zmianami szczeliny powietrznej i mogą zmniejszyć gęstość strumienia w szczelinie powietrznej, stosując dłuższe rdzenie, co ogólnie poprawia współczynnik mocy.
Inną kwestią jest to, że zamknięte szczeliny nie prowadzą do zwiększonego szumu magnetycznego, co wyjaśnia, dlaczego projektanci preferują wirniki z zamkniętymi szczelinami, a także półzamknięte szczeliny z minimalnymi otworami dla stojanów o przypadkowym uzwojeniu, mimo że szersze otwory szczelinowe ułatwiają wkładanie uzwojeń.
Pokrewną formą szumu magnetycznego jest szum chlupotania, składnik dudnienia o stosunkowo małej głośności, niskiej częstotliwości i wysokiej częstotliwości, który może być niepożądany, ponieważ ma charakter przerywany.
W zależności od chluśnięcia, które jest bardziej widoczne pod obciążeniem, częstotliwość zmienia się bezpośrednio wraz z chlupotaniem.
Przyczyny mogą obejmować otwarte pręty wirnika lub pierścienie końcowe, ale hałas ślizgowy jest zwykle związany z defektem jednorodności wirnika, a środkiem zaradczym jest nowy wirnik.
Istnieje kilka rozwiązań, które możesz wypróbować, jeśli w silnikach elektrycznych występują zakłócenia magnetyczne:
-Jeśli hałas ustaje natychmiast po odłączeniu zasilania, jego źródłem jest najprawdopodobniej szum magnetyczny. Można spróbować zmniejszyć siłę magnetyczną, zwiększając szczelinę powietrzną tak dużą, jak to możliwe (przy zachowaniu akceptowalnego współczynnika mocy).
Można również zmniejszyć gęstość strumienia w szczelinie powietrznej, stosując dłuższe rdzenie, co ogólnie poprawia współczynnik mocy.
-Jeśli głównym źródłem hałasu jest hałas, ogólny hałas silnika wzrasta po przyłożeniu obciążenia.
Można spróbować zarządzać szumem magnetycznym, zwiększając szczelinę powietrzną tak dużą, jak to możliwe (przy zachowaniu akceptowalnego współczynnika mocy), redukując siły magnetyczne.
-Kolejną kwestią jest to, że zamknięte szczeliny nie prowadzą do zwiększonego szumu magnetycznego. Możesz spróbować użyć wirników z zamkniętymi szczelinami, ale możesz także preferować półzamknięte szczeliny z minimalnymi otworami dla stojanów o uzwojeniu losowym.
-Pokrewną formą szumu magnetycznego jest szum szumiący. W zależności od chluśnięcia, które jest bardziej widoczne pod obciążeniem, częstotliwość zmienia się bezpośrednio wraz z chlupotaniem. Przyczyną mogą być otwarte pręty wirnika lub pierścienie końcowe, ale hałas ślizgowy jest zwykle związany z defektem jednorodności wirnika, a środkiem zaradczym jest nowy wirnik.
Jeśli po wypróbowaniu tych rozwiązań nadal występują problemy z szumem magnetycznym w silnikach elektrycznych, konieczne może być skorzystanie z pomocy profesjonalisty.
Skontaktuj się z lokalnym sklepem motoryzacyjnym, aby uzyskać pomoc.
Pochylenie szczelin wirnika może zmniejszyć szum magnetyczny
nie ma jednak porozumienia co do optymalnej liczby szczelin do pochylenia ani nawet dokładnej metody obliczania ich wpływu na generowany hałas. Powszechnym zaleceniem jest przechylenie wirnika z co najmniej jedną szczeliną wirnika lub stojana (w zależności od tego, która z nich ma mniej szczelin); jakiekolwiek mniejsze odchylenie nie zmniejszy znacząco szumu magnetycznego, a większe odchylenia zwykle zmniejszą wydajność silnika.
Hałas magnetyczny można również zmniejszyć, stosując silnik o mniejszej liczbie biegunów. Im większa liczba biegunów, tym szybciej zmienia się pole magnetyczne i tym większy jest generowany hałas. Jeśli silnik musi pracować z dużą prędkością, aby spełnić wymagania dotyczące wydajności, zmniejszenie liczby biegunów zwykle powoduje jego wyciszenie bez znaczącego wpływu na jego moc wyjściową.
Wreszcie dodanie izolacji do obudowy silnika może pomóc w zmniejszeniu szumu magnetycznego. Im grubsza izolacja, tym lepiej będzie działać, ale istnieje granica tego, ile hałasu można w ten sposób wyeliminować. W niektórych przypadkach może być konieczne dodanie dodatkowego ekranowania wokół silnika, aby całkowicie wyeliminować szum magnetyczny.
Oto kilka wskazówek, jak zmniejszyć szum magnetyczny w silnikach elektrycznych:
- Przechyl szczeliny wirnika
-Użyj silnika o mniejszej liczbie biegunów
-Dodaj izolację do obudowy silnika
-Dodaj osłonę wokół silnika.
Nierówne szczeliny powietrzne mogą powodować niezrównoważone przyciąganie magnetyczne i silniejsze siły magnetyczne w kierunku najmniejszej szczeliny powietrznej, co może zniekształcić stojan, wirnik i ramę, tworząc jednocześnie szum elektromagnetyczny, a praca silnika przy obniżonym napięciu jest łatwym narzędziem diagnostycznym.
Wyciek luksów jest kolejną częstą przyczyną szumu magnetycznego. Wycieki można zmniejszyć, stosując lepszej jakości materiał magnesu, zwiększając liczbę zwojów cewki lub stosując rdzeń ferrytowy.
Rdzenie ferrytowe są specjalnie zaprojektowane w celu ograniczenia wycieków strumienia i są zwykle wykonane ze związku ceramicznego.
Są stosunkowo tanie i łatwe w montażu, wyciek soluxu można zmniejszyć stosując lepszej jakości materiał magnesu, zwiększając liczbę zwojów w cewce lub stosując rdzeń ferrytowy.
Rdzenie ferrytowe są specjalnie zaprojektowane w celu ograniczenia wycieków strumienia i są zwykle wykonane ze związku ceramicznego.
Na przykład, jeśli silnik hałasuje przy pełnym napięciu, ale brzmi dobrze przy napięciu o połowę niższym od napięcia znamionowego, poszukaj szczelin powietrznych i problemów, takich jak nieprawidłowo obrobione obudowy lub wirniki poza rdzeniem.
Przyczyny nierównej szczeliny powietrznej obejmują: wirnik poza rdzeniem, poza rdzeniem stojana, wygięty czop wału i korpus wirnika, nie wycentrowana obudowa łożyska (lub łożysko ślizgowe), nie wycentrowany wspornik końcowy i pasowanie stojana, nie wycentrowane, zdeformowana obudowa.
W porównaniu z silnikami dwubiegunowymi różnice produkcyjne mają większy wpływ na szum magnetyczny silników wolnoobrotowych, dzieje się tak dlatego, że szczelina powietrzna silników czterobiegunowych lub wielobiegunowych jest znacznie mniejsza niż w przypadku silników dwubiegunowych, co czyni je znacznie mniejszym marginesem błędu. w związku z tym jakość produkcji silników czterobiegunowych i wielobiegunowych jest bardziej krytyczna.
Szum magnetyczny może być również powodowany przez ścieżki upływu strumienia błądzącego w uzwojeniu, które można zminimalizować poprzez zastosowanie lepszej izolacji i mniejszych prześwitów uzwojeń.
Wniosek.
Identyfikacja źródła hałasu w silniku jest często trudniejsza niż jego skorygowanie, a metodyczne podejście do badania może zawęzić możliwości i ułatwić rozwiązywanie problemów.
Jeśli hałas jest spowodowany jakimś czynnikiem w konstrukcji silnika, takim jak wada produkcyjna lub anomalia, rozwiązaniem jest znalezienie przyczyny powstawania głównego szumu magnetycznego w silniku i wybranie odpowiedniej metody jego ograniczenia lub wyeliminowania.
Jeśli artykuł był dla Ciebie pomocny, zostaw komentarz, a my będziemy na bieżąco aktualizować dla Ciebie przydatną wiedzę. Dziękuję!
Jeśli chcesz otrzymać wycenę silnika elektrycznego,
Silnik Dongchun jest profesjonalnym producentem silników elektrycznych w Chinach.
Aby uzyskać więcej informacji na temat silnika elektrycznego, skontaktuj się z producentem silnika elektrycznego, jak poniżej;
