Geräusche sind ein großes Problem bei der Anwendung von Gleichstrommotoren. Wie das Geräusch von Gleichstrommotoren reduziert werden kann, ist auch der zentrale Forschungsgegenstand verschiedener DC-Motorenhersteller. Zum Beispiel sind Mikro-DC-Motoren in Ordnung, und es gibt fast keine Geräusche in Produkten. Große industrielle Gleichstrommotoren Der Lärm ist fast unerträglich.
01 Luftlärm
Große Gleichstrommotoren werden mit Lüftern ausgestattet. Dies ist die Hauptquelle für Luftlärm. Es wird durch Luftstrom erzeugt. Die Größe und Form des Lüfters, die Drehzahl des Gleichstrommotors und der Luftweg bestimmen die Größe des Geräusches. Wir können uns eine Grundfrequenz (Fv) -Beziehungsformel für Luftgeräusche ansehen
Fv=Nn/60(Hz)
N: Anzahl der Lüfterblätter;
n: Die Drehzahl des Gleichstrommotors.
Das heißt, je größer der Durchmesser des Lüfters ist, desto größer ist das Luftgeräusch des Gleichstrommotors. Es ist davon auszugehen, dass eine Reduzierung des Durchmessers des Lüfters um 10% die Geräuschentwicklung um 2-3dB reduzieren kann. Wenn der Spalt zwischen der Lüfterblattkante und der Lüftungskammer zu klein ist, wird ein pfeifenartiges Geräusch erzeugt, das scharf und hart ist. Die unvernünftige Form und Struktur der Lüfterblätter verursacht Luftwirbelgeräusche. Darüber hinaus reicht die Steifigkeit des Lüfters nicht aus, und der Einfluss des Luftstroms erzeugt Vibrationen und Geräusche.
Diese Art von Geräuschen tritt nur in industriellen Gleichstrommotoren auf. Entsprechend den Ursachen des Luftlärms werden eine Reihe von Maßnahmen ergriffen, um den Luftlärm zu reduzieren, z. B. ein vernünftiges Design zur Verbesserung der Lüfterstruktur und der Flügelform, um die Erzeugung von Wirbelströmen zu vermeiden. Minimieren Sie den Durchmesser des Lüfters so weit wie möglich, um einen reibungslosen Luftdurchgang zu gewährleisten und die Luftaufprallreibung zu reduzieren. Darüber hinaus kann die Schalldämmung auch verwendet werden, um die Geräusche des Gleichstrommotors zu reduzieren, und schallabsorbierende Materialien können in der Nähe des radialen Luftkanals des Stators platziert werden. Es gibt auch eine einfache Methode, um den Gleichstrommotor mit Stahlplatten oder Holzbrettern zu umgeben. Laut Tests kann es um etwa 20 Dezibel reduziert werden. Lärm, aber dies ist nicht freundlich zur Wärmeableitung des Gleichstrommotors und erhöht den Platzbedarf.
02 Mechanisches Rauschen
Das mechanische Geräusch des Gleichstrommotors ist hauptsächlich das Geräusch der Reibung zwischen Kohlebürste und Kommutator (kein bürstenloser Gleichstrommotor), Lagergeräusch und Rotorunwuchtgeräusch.
Kohlebürstenstruktur TF DC-Motor
Demontagezeichnung des TF-Gleichstrommotors
(1) Im Gleichstrommotor, außer dass der bürstenlose Gleichstrommotor keine Bürsten und Kommutatoren hat, gibt es diese beiden Dinge. Ihre ständige Reibung miteinander erzeugt Lärm, und sie sind wie diejenigen, die halbplastische Kommutatoren verwenden. , ist die Oberflächenrundheit nicht gut, das Reibungsgeräusch wird größer sein. Die Reibungsgeräuschfrequenz (fk) von Kohlebürste und Kommutator wird wie folgt veröffentlicht: fk=k(n/60)(Hz)
k ist die Anzahl der Kommutatorsegmente. Ein weiterer Punkt ist, dass die Struktur des Kohlebürstenhalters nicht fest ist, was auch das Geräusch erhöht. Ich glaube, jeder versteht das Prinzip. Um dieses Rauschen zu reduzieren, ist es daher notwendig, die Rundheit des Kommutators zu kontrollieren. Sorgen Sie für eine gute Oberflächenbeschaffenheit und verwenden Sie einen soliden Kohlebürstenhalter, um Geräusche zu reduzieren, oder verwenden Sie einen bürstenlosen Gleichstrommotor, der ohne Bürsten und Kommutatoren natürlich keine solchen Geräusche aufweist.
(2) Das Lagergeräusch wird durch die Wellen, Gruben und die Rauheit der Innen- und Außenringe des Gleichstrommotorlagers verursacht. Nach Experimenten ist der Geräuschschalldruckpegel proportional zum Produkt aus der Riffelhöhe und der Anzahl der Riffelungen auf der Rollfläche. Darüber hinaus wirkt sich die Größe des radialen Abstands auch auf das Geräusch aus. Die Reduzierung des radialen Spiels kann das Geräusch reduzieren. Allerdings muss das Lager mit kleinem Radialspiel im Gehäuse und in der Endabdeckung mit hoher Konzentrizität zwischen den beiden Lagerkammern eingesetzt werden, und die Anforderungen an die Koaxialität des Rotors sind erhöht. Natürlich ist auch die Qualität des Schmierfetts einer der Gründe. Darüber hinaus erhöht der Installationsfehler des DC-Motorlagers auch das Geräusch. Wenn der Installationsfehler des Lagers einen bestimmten kritischen Wert überschreitet, nimmt das Lagergeräusch stark zu und der kritische Winkel nimmt mit der Abnahme des Radialspiels des Lagers zu. abnehmen.
Um das Lagergeräusch des Gleichstrommotors zu reduzieren, ist die Verarbeitungsqualität des Lagers sehr wichtig. Natürlich sollte die Wahl des Schmierfetts nicht zweideutig sein, was die Geräuschentwicklung im Gleichstrommotor sehr gut reduzieren kann.
(3) Die Lösung für das unsymmetrische Geräusch des Rotors besteht darin, dass der Rotor des Gleichstrommotors streng auf dynamische Balance überprüft werden sollte, um die Unwucht des Rotors zu reduzieren.
03 Elektromagnetisches Rauschen
Die wechselnde elektromagnetische Kraft im Luftspalt zwischen Stator und Rotor des Gleichstrommotors verursacht Vibrationen und Geräusche des Stators und des Rotors des Motors. Da das Luftspalt-Magnetfeld nicht nur fundamentale Wellen, sondern auch eine Reihe höherer Oberschwingungen aufweist, erzeugt die Wechselwirkung dieser Magnetfelder periodische Kräfte, und sowohl Grundwellen als auch höhere harmonische elektromagnetische Kräfte verursachen Vibrationen und Lärm.
Die Frequenzverteilung von elektromagnetischem Schall liegt meist zwischen 100-4000Hz. Die Größe der Schwingung und Geräuschintensität hängt mit der Größe der elektromagnetischen Kraft und der Steifigkeit des Stators und des Rotors zusammen. Wenn die elektromagnetische Kraft, die Vibrationen anregt, mit der Eigenfrequenz der vibrierenden Komponente übereinstimmt, tritt eine Resonanz auf, und Vibrationen und Geräusche nehmen signifikant zu. Die elektromagnetische Kraft hat eine radiale Komponente und eine tangentiale Komponente. Die radiale Komponente der elektromagnetischen Kraft spielt eine wichtige Rolle bei der Entstehung der Vibration und des Geräusches des Motors. Es bewirkt, dass der Statorkern radiale Schwingungen erzeugt, und das durch die radiale Schwingung erzeugte Geräusch ist die Hauptkomponente des elektromagnetischen Rauschens des Motors. Bei der Verwendung von Rotorstanzen mit ungeradem Schlitz wird das schlitzinduzierte Rauschen zum wichtigsten Teil des elektromagnetischen Rauschens. Während des Betriebs des Motors wird der Rotorkern des ungeraden Schlitz periodisch der Änderung der einseitigen magnetischen Zugkraft unterzogen.
Nach der obigen Abbildung (1) deckt der obere magnetische Polbogen drei Rotorschlitze ab, während der untere magnetische Polbogen nur zwei Rotorschlitze abdeckt. Zu diesem Zeitpunkt ist die obere magnetische Zugkraft groß und die untere magnetische Zugkraft ist klein, wodurch sich der Statorkern nach oben bewegt. Der Trend von. Wenn sich der Rotor um eine halbe Schlitzneigung dreht, wie in Abbildung (2) gezeigt, deckt der untere magnetische Polbogen drei Rotorschlitze ab, während die obere magnetische Polschnur zwei Rotorschlitze abdeckt, und die magnetische Spannung beginnt zu diesem Zeitpunkt mit der Änderung, die untere magnetische Zugkraft ist groß und die obere magnetische Zugkraft ist klein. Der Statorkern neigt also dazu, sich nach unten zu bewegen. Daher vibriert der Statorkern während der Rotation des Rotors periodisch nach oben und unten. Auf die gleiche Weise wird der Rotor einem sich periodisch ändernden einseitigen Magnetzug ausgesetzt, der den Rotor zum Schwingen bringt.
Wenn ein Doppelnutrotor verwendet wird, tritt die obige Situation nicht auf, aber wenn sich der Rotor dreht, ändert sich die Schlitzposition, was zu einem gepulsten Magnetfeld im Luftspalt führt und auch Vibrationen verursachen kann.
Bei elektromagnetischen Geräuschen werden zusätzlich zu dem Rauschen, das durch die oben genannten Gründe erzeugt wird, aufgrund der harmonischen Komponenten hoher Ordnung im Strom harmonische Magnetfelder im Stator und im Rotorgas erzeugt, und es wird auch ein ungleichmäßiges Drehmoment erzeugt, das Vibrationen und Geräusche verursacht.
Da das elektromagnetische Rauschen keinen kleinen Teil des Gesamtgeräuschs des Motors ausmacht, werden häufig Maßnahmen ergriffen, um das elektromagnetische Rauschen bei der Konstruktion und Herstellung des Motors zu reduzieren. Wenn jedoch zu hohe Anforderungen an die Geräuschbegrenzung bestehen (z. B. Wasserpumpenmotoren für Klimaanlagen und andere Gelegenheiten, die für elektrische und Geräuschanforderungen in Innenräumen verwendet werden, relativ hoch sind) und wenn Luftgeräusche und mechanische Geräusche effektiv unterdrückt wurden, kann die Rotorneigung verwendet werden. Schlitze, Erhöhung des Stator- und Rotorluftspalts und Verringerung der magnetischen Flussdichte und andere Maßnahmen zur Verringerung des elektromagnetischen Rauschens.
