เสียงรบกวนเป็นปัญหาใหญ่ในการประยุกต์ใช้มอเตอร์กระแสตรง วิธีลดเสียงรบกวนของมอเตอร์กระแสตรงยังเป็นเป้าหมายการวิจัยที่สําคัญของผู้ผลิตมอเตอร์กระแสตรงหลายราย ตัวอย่างเช่นมอเตอร์ micro DC นั้นใช้ได้และแทบไม่มีเสียงรบกวนในผลิตภัณฑ์ มอเตอร์กระแสตรงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่เสียงรบกวนแทบจะทนไม่ได้
01 เสียงอากาศ
มอเตอร์กระแสตรงขนาดใหญ่จะติดตั้งพัดลม นี่คือแหล่งที่มาหลักของเสียงอากาศ มันถูกสร้างขึ้นโดยการไหลของอากาศ ขนาดและรูปร่างของพัดลมความเร็วของมอเตอร์กระแสตรงและเส้นทางอากาศทั้งหมดเป็นตัวกําหนดขนาดของเสียงรบกวน เราสามารถดูที่ความถี่พื้นฐาน (Fv) สูตรความสัมพันธ์สําหรับเสียงอากาศ
Fv = Nn / 60 (เฮิร์ตซ์)
N: จํานวนใบพัดลม;
n: ความเร็วของมอเตอร์กระแสตรง
ฉันหมายถึงยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของพัดลมมีขนาดใหญ่เท่าใดเสียงอากาศของมอเตอร์กระแสตรงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น สามารถสันนิษฐานได้ว่าการลดเส้นผ่านศูนย์กลางของพัดลมลง 10% สามารถลดเสียงรบกวนได้ 2-3dB เมื่อช่องว่างระหว่างขอบใบพัดลมและห้องระบายอากาศมีขนาดเล็กเกินไปจะมีเสียงเหมือนนกหวีดซึ่งคมชัดและรุนแรง รูปร่างและโครงสร้างที่ไม่สมเหตุสมผลของใบพัดลมจะทําให้เกิดเสียงรบกวนจากกระแสน้ําวนของอากาศ นอกจากนี้ความแข็งแกร่งของพัดลมยังไม่เพียงพอและผลกระทบของการไหลเวียนของอากาศจะสร้างการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน
เสียงรบกวนประเภทนี้เกิดขึ้นในมอเตอร์กระแสตรงอุตสาหกรรมเท่านั้น ตามสาเหตุของเสียงรบกวนในอากาศชุดของมาตรการถูกนํามาใช้เพื่อลดเสียงรบกวนของอากาศเช่นการออกแบบที่เหมาะสมเพื่อปรับปรุงโครงสร้างพัดลมและรูปร่างของใบมีดเพื่อหลีกเลี่ยงการสร้างกระแสวน ลดเส้นผ่านศูนย์กลางของพัดลมให้มากที่สุดเพื่อให้แน่ใจว่าอากาศจะผ่านได้อย่างราบรื่นและลดแรงเสียดทานจากผลกระทบของอากาศ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ฉนวนกันเสียงเพื่อลดเสียงรบกวนของมอเตอร์กระแสตรงและสามารถวางวัสดุดูดซับเสียงไว้ใกล้กับท่ออากาศเรเดียลของสเตเตอร์ได้ นอกจากนี้ยังมีวิธีง่ายๆในการล้อมรอบมอเตอร์กระแสตรงด้วยแผ่นเหล็กหรือแผ่นไม้ จากการทดสอบสามารถลดลงได้ประมาณ 20 เดซิเบล เสียงรบกวน แต่ไม่เป็นมิตรกับการกระจายความร้อนของมอเตอร์กระแสตรงและจะเพิ่มพื้นที่ว่าง
02 เสียงกลไก
เสียงรบกวนทางกลของมอเตอร์กระแสตรงส่วนใหญ่เป็นเสียงของแรงเสียดทานระหว่างแปรงถ่านและตัวสับเปลี่ยน (ไม่มีมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่าน) เสียงแบริ่งและเสียงรบกวนที่ไม่สมดุลของโรเตอร์
โครงสร้างแปรงคาร์บอนมอเตอร์ TF DC
การวาดภาพถอดชิ้นส่วนของมอเตอร์กระแสตรง TF
(1) ในมอเตอร์กระแสตรงยกเว้นว่ามอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านไม่มีแปรงและสับเปลี่ยนมีสองสิ่งนี้ แรงเสียดทานอย่างต่อเนื่องของพวกเขาซึ่งกันและกันจะสร้างเสียงรบกวนและพวกเขาเป็นเหมือนผู้ที่ใช้สับเปลี่ยนรูปกึ่งพลาสติก ความกลมของพื้นผิวไม่ดีเสียงแรงเสียดทานจะใหญ่ขึ้น ความถี่แรงเสียดทานเสียงรบกวน (fk) ของแปรงถ่านและสับเปลี่ยนได้รับการเผยแพร่ดังนี้: fk = k (n / 60) (Hz)
k คือจํานวนเซ็กเมนต์สับเปลี่ยน อีกประเด็นหนึ่งคือโครงสร้างของที่ยึดแปรงถ่านไม่มั่นคงซึ่งจะเพิ่มเสียงรบกวนด้วย ผมเชื่อว่าทุกคนเข้าใจหลักการ ดังนั้นเพื่อลดเสียงรบกวนนี้จําเป็นต้องควบคุมความกลมของตัวสับเปลี่ยน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นผิวดีและใช้ที่ยึดแปรงถ่านแข็งเพื่อลดเสียงรบกวนหรือใช้มอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปรงซึ่งโดยธรรมชาติแล้วจะไม่มีเสียงรบกวนดังกล่าวหากไม่มีแปรงและตัวสับเปลี่ยน
(2) เสียงแบริ่งเกิดจากระลอกคลื่นหลุมและความขรุขระของวงแหวนด้านในและด้านนอกของแบริ่งมอเตอร์กระแสตรง หลังจากการทดลองระดับความดันเสียงเป็นสัดส่วนกับผลิตภัณฑ์ของความสูงของลอนและจํานวนลอนบนพื้นผิวกลิ้ง นอกจากนี้ขนาดของระยะห่างในแนวรัศมียังส่งผลต่อเสียงรบกวนอีกด้วย การลดระยะห่างของรัศมีสามารถลดเสียงรบกวนได้ อย่างไรก็ตามต้องใช้แบริ่งที่มีระยะห่างในแนวรัศมีขนาดเล็กในปลอกและฝาครอบปลายที่มีศูนย์กลางสูงระหว่างห้องแบริ่งทั้งสองและ ข้อกําหนดสําหรับโคแอกเซียลของโรเตอร์จะเพิ่มขึ้น แน่นอนว่าคุณภาพของจาระบีหล่อลื่นก็เป็นหนึ่งในเหตุผลเช่นกัน นอกจากนี้ข้อผิดพลาดในการติดตั้งตลับลูกปืนมอเตอร์กระแสตรงจะเพิ่มเสียงรบกวนด้วย หากข้อผิดพลาดในการติดตั้งตลับลูกปืนเกินค่าวิกฤตที่กําหนดเสียงแบริ่งจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและมุมวิกฤตจะเพิ่มขึ้นตามการลดลงของระยะห่างในแนวรัศมีของแบริ่ง ลด
เพื่อลดเสียงรบกวนจากแบริ่งของมอเตอร์กระแสตรงคุณภาพการประมวลผลของตลับลูกปืนมีความสําคัญมาก แน่นอนว่าการเลือกจาระบีหล่อลื่นไม่ควรคลุมเครือซึ่งสามารถลดเสียงรบกวนในมอเตอร์กระแสตรงได้เป็นอย่างดี
(3) วิธีแก้ปัญหาเสียงรบกวนที่ไม่สมดุลของโรเตอร์คือควรตรวจสอบโรเตอร์ของมอเตอร์กระแสตรงอย่างเคร่งครัดเพื่อความสมดุลแบบไดนามิกเพื่อลดปริมาณความไม่สมดุลของโรเตอร์
03 เสียงแม่เหล็กไฟฟ้า
แรงแม่เหล็กไฟฟ้าสลับกันในช่องว่างอากาศระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์ของมอเตอร์กระแสตรงจะทําให้เกิดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนของสเตเตอร์และโรเตอร์ของมอเตอร์ เนื่องจากสนามแม่เหล็กช่องว่างอากาศไม่เพียง แต่มีคลื่นพื้นฐานเท่านั้น แต่ยังมีชุดของฮาร์โมนิคที่สูงขึ้นการทํางานร่วมกันของสนามแม่เหล็กเหล่านี้จะสร้างแรงเป็นระยะและทั้งคลื่นพื้นฐานและแรงแม่เหล็กไฟฟ้าฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นจะทําให้เกิดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน
การกระจายความถี่ของเสียงแม่เหล็กไฟฟ้าส่วนใหญ่อยู่ระหว่าง 100-4000Hz ขนาดของการสั่นสะเทือนและความเข้มของเสียงรบกวนเกี่ยวข้องกับขนาดของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและความแข็งของสเตเตอร์และโรเตอร์ เมื่อแรงแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระตุ้นการสั่นสะเทือนตรงกับความถี่ตามธรรมชาติของส่วนประกอบการสั่นสะเทือนเสียงสะท้อนจะเกิดขึ้นและการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ แรงแม่เหล็กไฟฟ้ามีส่วนประกอบรัศมีและส่วนประกอบสัมผัส ส่วนประกอบเรเดียลของแรงแม่เหล็กไฟฟ้ามีบทบาทสําคัญในการทําให้เกิดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนของมอเตอร์ มันทําให้แกนสเตเตอร์สร้างการสั่นสะเทือนแบบเรเดียลและเสียงรบกวนที่เกิดจากการสั่นสะเทือนในแนวรัศมีเป็นส่วนประกอบหลักของเสียงแม่เหล็กไฟฟ้าของมอเตอร์ เมื่อใช้การเจาะโรเตอร์แบบ odd-slot เสียงรบกวนที่เกิดจากสล็อตจะกลายเป็นส่วนที่สําคัญที่สุดของเสียงแม่เหล็กไฟฟ้า ในระหว่างการทํางานของมอเตอร์แกนโรเตอร์ของสล็อตเลขคี่จะถูกเปลี่ยนเป็นระยะ ๆ ของแรงดึงแม่เหล็กฝ่ายเดียว
ตามรูปข้างต้น (1) ส่วนโค้งของขั้วแม่เหล็กด้านบนครอบคลุมช่องโรเตอร์สามช่องในขณะที่ส่วนโค้งของขั้วแม่เหล็กด้านล่างครอบคลุมช่องโรเตอร์เพียงสองช่องเท่านั้น ในเวลานี้แรงดึงแม่เหล็กด้านบนมีขนาดใหญ่และแรงดึงแม่เหล็กที่ต่ํากว่ามีขนาดเล็กซึ่งทําให้แกนสเตเตอร์เลื่อนขึ้นด้านบน แนวโน้มของ. เมื่อโรเตอร์หมุนครึ่งช่องพิทช์ดังแสดงในรูปที่ (2) ส่วนโค้งของขั้วแม่เหล็กด้านล่างจะครอบคลุมช่องโรเตอร์สามช่องในขณะที่คอร์ดขั้วแม่เหล็กด้านบนครอบคลุมช่องโรเตอร์เพียงสองช่องเท่านั้นและความตึงเครียดของแม่เหล็กในเวลานี้เริ่มต้นจาก การเปลี่ยนแปลงแรงดึงแม่เหล็กที่ต่ํากว่ามีขนาดใหญ่และแรงดึงแม่เหล็กด้านบนมีขนาดเล็ก ดังนั้นแกนสเตเตอร์จึงมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนตัวลง ดังนั้นในระหว่างการหมุนของโรเตอร์แกนสเตเตอร์จะสั่นขึ้นและลงเป็นระยะ ในทํานองเดียวกันโรเตอร์จะถูกดึงด้วยแม่เหล็กข้างเดียวเปลี่ยนเป็นระยะซึ่งทําให้โรเตอร์สั่นสะเทือน
เมื่อใช้โรเตอร์แบบสองช่องสถานการณ์ข้างต้นจะไม่เกิดขึ้น แต่เมื่อโรเตอร์หมุนตําแหน่งช่องจะเปลี่ยนไปทําให้เกิดสนามแม่เหล็กพัลซิ่งในช่องว่างอากาศและอาจทําให้เกิดการสั่นสะเทือน
ในเสียงแม่เหล็กไฟฟ้านอกเหนือจากเสียงรบกวนที่เกิดจากเหตุผลข้างต้นเนื่องจากส่วนประกอบฮาร์มอนิกที่มีลําดับสูงในปัจจุบันสนามแม่เหล็กฮาร์มอนิกจะถูกสร้างขึ้นในก๊าซสเตเตอร์และโรเตอร์และแรงบิดที่ไม่สม่ําเสมอจะถูกสร้างขึ้นทําให้เกิดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน
เนื่องจากเสียงแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ได้คํานึงถึงส่วนเล็ก ๆ ในเสียงรบกวนทั้งหมดของมอเตอร์จึงมักมีมาตรการเพื่อลดเสียงรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าในการออกแบบและผลิตมอเตอร์ อย่างไรก็ตามเมื่อมีข้อกําหนดสูงเกินไปสําหรับการ จํากัด เสียงรบกวน (เช่นมอเตอร์ปั๊มน้ําเครื่องปรับอากาศและโอกาสอื่น ๆ ที่ใช้สําหรับความต้องการไฟฟ้าภายในอาคารและเสียงรบกวนค่อนข้างสูง) และเมื่อเสียงอากาศและเสียงรบกวนทางกลถูกระงับอย่างมีประสิทธิภาพสามารถใช้ความลาดชันของโรเตอร์ได้ สล็อตเพิ่มช่องว่างอากาศสเตเตอร์และโรเตอร์และลดความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กและมาตรการอื่น ๆ เพื่อลดเสียงรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า
