By
Благодаря широкому использованию двигатели с прямым приводом на постоянных магнитах В промышленной автоматизации, как эффективно подавлять их вибрацию и шум, стало важным вопросом беспокойства. Из-за своего особого принципа работы и структурных характеристик, двигатель с прямым приводом на постоянных магнитах склонен генерировать большую вибрацию и шум, что влияет на нормальную работу оборудования.
Двигатели с прямым приводом на постоянных магнитах очень эффективны и надежны, но довольно много из них страдают от проблем с вибрацией и шумом. Эти проблемы обычно возникают из-за нескольких ключевых областей, которые включают неравномерные электромагнитные поля, механический дисбаланс, проблемы с подшипниками и неисправные системы охлаждения.
Неравенство электромагнитного поля является одной из основных причин возникновения шума и вибрации в двигателях с постоянными магнитами с прямым приводом. Поскольку используется возбуждение постоянными магнитами, это может быть причиной несбалансированного распределения магнитного поля. Это приводит к радиальным и тангенциальным колебаниям момента во время работы двигателя.
Например, переменное магнитное поле может вызвать возникновение колебаний как в статоре, так и в роторе двигателя, которые обычно называют вибрациями. В реальном времени это может проявляться в виде периодических шумов или вибрационных паттернов, периоды которых зависят от скорости вращения. Ранее было отмечено, что такие колебания создают очень громкий шум, характеризующийся децибелами и огромными амплитудными колебаниями, которые достигают диапазона микрометров. Это, вероятно, потребует тщательного регулирования распределения магнитного поля, возможно, с помощью сложных алгоритмов в системе управления двигателем для уменьшения этих колебаний.
Другой важной причиной вибрации и шума в двигателях с прямым приводом на постоянных магнитах является механический дисбаланс. Обычно это происходит при дисбалансе ротора. Даже минимальный дисбаланс может генерировать периодические центробежные силы из-за вращения двигателя, что впоследствии приводит к вибрации и шуму.
Для полевых испытаний, проводимых на промышленных двигателях, всего несколько граммов массы дисбаланса на роторе могут генерировать мощные силы вибрации, которые вызывают высокий уровень шума, часто даже до 70-80 дБ; это может стать очень проблематичным, особенно если строгость, связанная с рабочей зоной/окружающей средой, высока. Таким образом, требуется очень регулярное техническое обслуживание и точная балансировка ротора. Передовые диагностические инструменты могут обнаружить дисбаланс задолго до того, как проявятся эксплуатационные последствия дисбаланса, что позволяет своевременно предпринять корректирующие действия.
Вторая по частоте причина вибрации и шума в двигателях с прямым приводом на постоянных магнитах — дефекты подшипников. Износ подшипников, их ослабление или недостаточная смазка могут быть результатом длительной эксплуатации. Все эти дефекты могут привести к повышенному трению и неравномерному движению деталей двигателя, что приводит к вибрации и шуму.
Исследование подшипников двигателя показало, что изношенные подшипники увеличивают уровень шума до 15 дБ. Этот шум обычно представляет собой грохот или скрежет, который может быть обнаружен инструментами анализа вибрации. Плохо смазанные подшипники также могут вызывать повышенное тепловыделение, тем самым усугубляя проблему. Чтобы избежать этих проблем, следует ввести регулярные графики технического обслуживания, чтобы гарантировать, что подшипники хорошо смазаны и заменены при необходимости.
Система охлаждения важна для стабильности работы двигателя с постоянными магнитами и прямым приводом. Однако проблемы с системой охлаждения могут привести к колебаниям температуры внутри двигателя. Такие изменения температуры могут вызвать термическую деформацию и термическое напряжение, что увеличит вибрацию и шум.
Если по какой-то причине система охлаждения функционирует неправильно, то определенные части двигателя будут иметь тенденцию к перегреву, что приведет к циклам расширения и сжатия, которые могут вызвать несоосность или зазоры в конструкции и, таким образом, вибрацию. В одном исследовании сообщается, что можно увидеть увеличение амплитуды до 30% в уровнях вибрации двигателей из-за термических напряжений, вызванных неисправной системой охлаждения. Было обнаружено, что эти вибрации напрямую коррелируют с температурными скачками, что подчеркивает критическую природу стабильной системы охлаждения. Обеспечение надлежащей работы системы охлаждения путем регулярных проверок и обслуживания имеет важное значение для минимизации этих проблем, вызванных температурой.
Подводя итог, можно сказать, что различные причины, способствующие вибрации и шуму в двигателях с постоянными магнитами с прямым приводом, включают в себя неравномерные электромагнитные поля, механический дисбаланс, неисправные подшипники и неисправные системы охлаждения. Для проведения этих модификаций с точными инженерными корректировками необходимы передовые диагностические инструменты и регулярное техническое обслуживание в сочетании. Понимание и устранение этих причин позволит улучшить производительность и долговечность этих двигателей для более плавной и тихой работы.
Вибрацию и шум двигателя с прямым приводом на постоянных магнитах можно подавить следующими способами:
Он может оптимизировать процесс проектирования и производства: В ходе проектирования и производства следует уделять внимание улучшению однородности зазора магнитного поля, уменьшению размера зазора магнитного поля, принятию точных процессов и проведению соответствующего выбора материалов, чтобы гарантировать, что магнитный зазор будет разумно спроектирован и не будет создаваться ненужная вибрация. Между тем, контроль качества должен быть усилен, особенно в процессе сборки, чтобы гарантировать балансировку каждого компонента и минимизировать влияние дисбаланса на двигатель с помощью динамического балансировщика или процесса точной обработки.
Оптимизация электромагнитной конструкции: Это также может быть достигнуто путем проектирования электрической части для минимизации величины гармоник на выходе двигателя или путем регулировки параметров статора и ротора для обеспечения надлежащей электромагнитной жесткости.
Калибровка механических весов: Выполнение точной калибровки динамического баланса ротора двигателя для обеспечения его механического равновесия способствует минимизации возникновения вибрации и шума.
Выбор качественных материалов: В сочетании с регулярным осмотром и техническим обслуживанием выбор малошумных материалов может снизить уровень шума в двигателях с постоянными магнитами.
Оптимизация системы охлаждения: Рациональная конструкция системы охлаждения и монтажа обеспечивает стабильность потока и температуры охлаждающей жидкости, а также снижает термическую деформацию и термическое напряжение, вызванные разницей температур, что снижает вибрацию и шум двигателя.
Технология демпфирования: Он добавляет демпфирующий материал или демпфирующую конструкцию, такую как резиновая виброизолирующая прокладка, демпфер и т. д., в конструкцию двигателя, чтобы она могла эффективно поглощать и преобразовывать энергию вибрации двигателя, дополнительно снижая вибрацию и шум двигателя.
Технология активного управления: Используйте нечеткое управление, управление на основе нейронных сетей и другие современные технологии управления для принятия мер активного управления двигателем с целью снижения вибрации и шума двигателя.
Технология акустической облицовки: Акустический материал выравнивает поверхность двигателя, и он может эффективно поглощать и отражать звуковые волны. С этим материалом вибрация и шум будут эффективно снижены.
Регулярное техническое обслуживание и осмотр: Двигатели с постоянными магнитами регулярно проходят техническое обслуживание и осмотр для быстрого обнаружения и устранения проблем. Это позволяет поддерживать двигатель в хорошем рабочем состоянии, что может способствовать снижению шума и вибрации.
Контроль факторов окружающей среды, способствующих возникновению вибрации и шума двигателя; например, поддержание чистоты окружающей среды вокруг оборудования и предотвращение сильных помех магнитного поля. Контролируя эти факторы окружающей среды, можно минимизировать воздействие на работу двигателей и снизить их вибрацию и шум.
Применение технологии интеллектуального мониторинга: Внедрите интеллектуальную технологию мониторинга, например, систему мониторинга вибрации или систему анализа звука, чтобы отслеживать и анализировать вибрацию и шум двигателя в реальном времени. С помощью такой технологии можно своевременно обнаружить потенциальные проблемы с вибрацией и шумом, чтобы обеспечить надежную поддержку профилактического обслуживания.
Вышеуказанные методы не должны использоваться изолированно, а должны рассматриваться и использоваться в синергии для комплексного использования. В реальной жизни, в связи с типами двигателей, условиями работы и требованиями для конкретных применений, некоторые из этих методов должны будут выбираться гибко, чтобы достичь наилучшего эффекта устранения вибрации и шума.
Заключение
Можно эффективно снизить вибрацию и шум двигателя, включив комплексное применение, оптимизированную электромагнитную конструкцию, калибровку механического баланса, выбор высококачественных подшипников, оптимизацию системы охлаждения и другие меры. Необходимо проводить регулярное техническое обслуживание и осмотр, а также контролировать факторы окружающей среды, влияющие на вибрацию и шум двигателя, чтобы поддерживать двигатель в хорошем рабочем состоянии и уменьшать генерацию вибрации и шума. Кроме того, он может использовать интеллектуальную технологию мониторинга для мониторинга и анализа вибрации и шума. Своевременно обнаруживать потенциальные проблемы и давать раннее предупреждение, чтобы обеспечить надежную поддержку профилактического обслуживания. Конкретные методы подавления двигателя с прямым приводом на постоянных магнитах должны выбираться в соответствии с определенными условиями реальной эксплуатации для подавления его вибрации и шума.
As Китая ведущий поставщик двигателей с постоянными магнитами, Эннен«s Серия TYDP с прямым приводом и безредукторная Мотор найдите широкое применение в промышленном производстве. Роторный процесс надежен, поскольку для создания магнитного поля используется постоянный магнит. Размер гибкий, а проектная мощность варьируется от десятков ватт до мегаватт. Между тем, с увеличением или уменьшением постоянных магнитов в роторе легче изменять количество полюсов двигателя, так что диапазон скоростей PMSM сравнительно шире.
