Kuinka harjaton DC-vaihdemoottori vähentää melua teollisissa sovelluksissa?

Elintarvikepakkaushallin läpi nopeudella 1,2 m/s liikkuva 650 kg painava automatisoitu ohjattu ajoneuvo (AGV) säteili 73 dBA ajomelua alkuperäisellä harjatulla DC-vaihdemoottorillaan. Sen jälkeen kun samaan ajoneuvoon asennettiin uudelleen 48 V harjaton DC-vaihdemoottori ja tarkkuusplaneettataso, mitattu taso putosi 61 dBA:iin samalla nopeudella ja etäisyydellä. Tämä 12 dB:n ero ei ole markkinointiluku; se johtuu harjan ja kommutaattorin koskettimen poistamisesta, hammaspyörän verkon tarkkuuden kiristämisestä ja värähtelytien lyhentämisestä koneen runkoon.

Tässä artikkelissa kerrotaan, kuinka harjaton DC-vaihdemoottori vähentää melua teollisissa sovelluksissa, kuinka pitkälle vähennys voi mennä ja mitkä komponenttipäätökset ratkaisevat lopullisen määrän. Lyhyesti: moottori poistaa hallitsevan korkeataajuisen lähteen ja vaihteisto määrittää, kuinka suuri osa jäljellä olevasta tärinästä kuuluu. Näiden kahden välinen vuorovaikutus johtuu siitä, että pelkkä moottorin vaihto harvoin tarjoaa täyden mahdollisen hyödyn.

Harjakitkan poistaminen poistaa korkeimman taajuuden melunlähteen

Vaihda DC-moottori harjatusta harjattomaan kommutointiin, jolloin äänekkäin melulähde katoaa ennen kuin muuta muutosta tehdään.

Harjatussa tasavirtamoottorissa hiiliharjat liukuvat kommutaattorin segmenttejä vasten. Jokaisessa segmentin siirtymävaiheessa virta katkeaa ja käynnistetään uudelleen, jolloin syntyy mikrokaaria ja mekaanista kosketuskohinaa. Tuloksena on voimakkain laajakaistakohina 3 kHz ja 8 kHz välillä, taajuus, jolla ihmisen kuulo on herkin. Siksi harjattu moottori kuulostaa ankaralta, vaikka sen kokonaisdesibelilukema on kohtalainen. Harjaton DC-vaihdemoottori korvaa mekaanisen kommutaattorin Hall-anturin laukaisemalla elektronisella kommutaatiolla. Ei ole liukuvia siveltimiä, ei kaaria, jotka sihisevät, eikä säännöllisiä kosketuskatkoksia.

Tyypilliset kuormittamattomat äänitason mittaukset nopeudella 3000 r/min sijoittavat 60 W:n harjatun tasavirtavaihdemoottorin alueelle 62-68 dBA, kun taas vastaava harjaton yksikkö samalla vaihteistolla ja kiinnikkeellä on noin 55-60 dBA. Alennus keskittyy korkeataajuuskaistalle, jolloin havaittu muutos on suurempi kuin raakaluku antaa ymmärtää. Sama harjaton arkkitehtuuri, joka vähentää käyttömelu kodinkoneissa skaalautuu suoraan teollisuuskehyksiin.

Gear Precision Asettaa kohinatason sen jälkeen, kun harjamelu on poistettu

Kun harjaääni on poissa, vaihteistosta tulee melupohja, ja vaihteiston tarkkuus päättää, kuinka matalalla lattia on.

Hammaspyörän vinkuminen johtuu vaihteistovirheestä, joka määritellään hammasprofiilin poikkeamien, nousuvirheiden ja elastisen taipuman aiheuttamana erona hammaspyöräparin ihanteellisen risteytysliikkeen ja todellisen kuormituksen alaisena välittyvän liikkeen välillä. Harjatussa vaihteistomoottorissa tämä alle 2 kHz:n tonaalinen kohina yleensä peittyy harjamelulla. Harjattomaan moottoriin vaihtamisen jälkeen peitto häviää ja hammaspyörän verkkotaajuudet tulevat hallitsevaksi äänimerkiksi, tyypillisesti 500 Hz - 2 kHz, sävelmäiset ja korreloivat voimakkaasti nopeuden ja hampaiden määrän kanssa.

Oikea järjestys on siksi poistaa ensin moottorin harjat ja sitten vähentää vaihteistovirheitä. Kierukkavaihteet tuottavat pienemmän virityshuippujen kuin hammaspyörät, koska kuorman siirtyminen on asteittaista. Tarkkuusplaneettavaihteistot, joissa on karkaistu ja hiottu hammaskylki, vähentävät voimansiirtovirheitä enemmän kuin laakeroidut vaihteet. Välystä tulee hallita kevyellä esijännityksellä: nolla välys poistaa iskun, kun taas liiallinen esijännitys lisää kitkamelua ja lämpöä. Valmistajat, jotka yhdistävät moottorin ja vaihteiston samaan koteloon, kuten täällä tarjottu harjaton DC-vaihteistomoottorisarja, vähentävät kokoonpanon vaihtelua niiden lähteellä.

Tehokkaat harjattomat DC-vaihdemoottorit planeettavaiheella Tämä tuotesarja kattaa 24 V - 230 V harjattomat vaihdemoottorit, jotka on suunniteltu hiljaiseen toimintaan. Konteksti korostaa 12 dB:n melunvaimennusta, kun se yhdistetään tarkan planeettavaihteiston kanssa, joten tämä sivu on välttämätön oikean yhdistelmän valinnassa. Näytä tuote →

Asennus ja resonanssi Päätä, pysyykö hiljainen moottori hiljaisena kuormitettuna

Hiljainen moottori on juuri niin hiljainen kuin rakenne, johon se on pultattu.

Jopa hyvin kommutoitu harjaton moottori tuottaa pientä vääntömomentin aaltoilua ja hammastusaaltoja. Kun kiinnitystelineessä on luonnollinen taajuus lähellä näitä harmonisia, kehys vahvistaa ne säteileväksi kohinaksi. Kolme asennusmuuttujaa ovat tärkeitä: asennuspinnan jäykkyys, moottorin ja käytettävän akselin välinen kohdistus sekä kytkimen jäykkyys. Jäykkä laippakiinnike, jossa on tarkkuustyöstetty rekisteri, vähentää tärinän siirtymistä 6-10 dB verrattuna yhteensopivaan jalkakiinnitykseen hihnan jännityksen alaisena. 0,1 mm:n akselivirhe voi nostaa vaihteistoverkon melua 3-5 dB.

Automaattitrukeissa ja logistiikkakäytöissä integroitu muotokerroin auttaa. 24 V:n harjaton hammaspyörämoottori, jossa on planetaarinen vaihe servolaatuisessa laipassa, pitää värähtelytien lyhyenä ja työntää resonanssihuiput korkeammille taajuuksille. Tämä kokoonpano on yleinen valinta AGV-kävely- ja nostoajoissa, koska siinä yhdistyy alhainen ääni ja suuri ylikuormitusmarginaali, tyypillisesti 1-3 Nm jatkuva vääntömomentti 24 V:n tulolla, ja planeettaporras vaimentaa iskukuormituksia sen sijaan, että se välittäisi niitä runkoon.

24 V harjaton hammaspyörämoottori AGV- ja automaatiosovelluksia varten Tämä kompakti 24 V:n moottori tuottaa 25–400 W nopeudella 3000 rpm ja nimellisvääntömomentti 0,08 Nm. Sen harjaton muotoilu ja planeettataso vähentävät tärinää ja melua, mikä on ihanteellinen AGV-kävelyajoihin, joissa alhaisella äänellä ja suurella ylikuormitusmarginaalilla on merkitystä. Näytä tuote →

Mitattu kohinanvaimennus: asemakokoonpanojen vertailu

Pienin todellisen maailman vähennys tulee pelkästään moottorin vaihdosta; suurin saavutetaan moottorin ja vaihteiston päivittämisestä yhdessä.

Alla oleva taulukko näyttää edustavat A-painotetut äänenpainetasot mitattuna 1 m:n etäisyydellä moottorin rungosta, nopeudella 3000 r/min moottorin akselilla ilman ulkoista kuormitusta. Nämä arvot edustavat moottoritestiraporteissa normaalisti havaittua eroa; lopulliset luvut muuttuvat 2-4 dBA asennuksesta ja kuormituksesta riippuen.

Kuinka määrittää hiljainen harjaton DC-vaihdemoottori sovellukseesi

Aseta melutavoite dBA:na 1 metriin ja siirry sitten taaksepäin moottorin sähköiseen suunnitteluun, vaihteistotyyppiin ja asennusgeometriaan.

1. Kiinnitä käyttönopeus ja vääntömomentti, mukaan lukien ajoittaiset piikit. Melu on yleensä pahin resonanssipisteissä, ei maksiminopeudella.
2. Valitse harjaton moottori, jossa on yhteensopiva elektroninen kommutointi. Pyydä valmistajalta dBA-mittaus 1 metrin etäisyydeltä käyttöpisteestäsi, ei vain kuormittamattomana.
3. Valitse vaihdevaihe. Alle 60 dBA:n sävykohina vaatii tarkkaa planetaarista tai kierteistä planetaarista. hammaspyörä voi toimia vain, kun tavoite on yli 62 dBA.
4. Tarkista asennuskuori. Suosi mieluummin laipallista pintakiinnitystä koneistetulla rekisterillä ohuen peltikannattimen sijaan.
5. Prototyyppi ja mittaa varsinaisessa koneessa, koska runko lisää aina muutaman desibelin penkkitestiin verrattuna.

Jännitteen valinta on suoraan vuorovaikutuksessa ohjauksen yhteensopivuuden kanssa. Pienjännitteiset 24 V ja 48 V harjattomat vaihdemoottorit ovat vakiona AGV- ja liikkuvissa laitteissa, kun taas 220-230 V suurjännitteiset harjattomat vaihdemoottorit sopivat kiinteisiin teollisuuskoneisiin, joissa on suora AC-väyläteho. Zhejiang Saiya Intelligent Manufacturing Co., Ltd.:ssä molemmat jänniteperheet on rakennettu kompakteihin kehyksiin, joissa on integroidut planeettaportaat.

220V-230V harjaton vaihdemoottori kiinteisiin teollisuuskoneisiin Tämä moottori toimii tavallisella teollisuuden vaihtovirtalähteellä ja tarjoaa 10-400 W nopeudella 3000 rpm ja vääntömomentin jopa 1,5 Nm. Se sopii kiinteisiin laitteisiin, jotka tarvitsevat luotettavaa liikkeenohjausta, ja sen kompakti runko integroidulla planeettavaiheella auttaa vähentämään kuuluvaa melua. Näytä tuote →

Usein kysyttyjä kysymyksiä harjattoman tasavirtavaihteiston moottorin melusta

Alla olevat neljä vastausta kattavat kysymykset, jotka ilmestyvät ensimmäisenä jokaisessa melunvaimennuskeskustelussa.

Kuinka paljon hiljaisempi on harjaton DC-vaihdemoottori kuin harjattu tasavirtamoottori?

Täydellisessä vaihdemoottorissa samalla nopeudella ja kuormituksella ero on tyypillisesti 8-12 dBA, keskittyen 3-8 kHz:n kaistalle, jota käyttäjät pitävät eniten. Tarkka arvo riippuu vaihdevaiheesta ja asennusrakenteesta.

Onko vaihteisto vai moottori tärkein melunlähde?

Harjatussa vaihdemoottorissa harjakommutaattorin kosketin hallitsee yleensä yli 3 kHz. Harjattomassa vaihdemoottorissa vaihteistoverkosta tulee päälähde, tyypillisesti 0,5-2 kHz. Vaihteiston päivittäminen on siksi ainoa tapa saada kaikki harjattoman suunnittelun meluetu.

Vaikuttaako säädin melutasoon?

Kyllä, merkittävästi. Puolisuunnikkaan kommutoinnin syöttöohjain tuottaa enemmän vääntömomentin aaltoilua ja korkeampaa äänikohinaa kuin sinikommutaatio tai kenttäsuuntautunut ohjain. Kytkentätaajuus on myös sovitettava moottorin induktanssiin; yhteensopimaton ohjain lisää vinkumista 10-20 kHz:n kaistalla.

Voinko asentaa harjattoman DC-vaihdemoottorin olemassa oleviin laitteisiin?

Yleensä kyllä, jos jännite, säätimen liitäntä, laipan mitat ja välityssuhde täsmäävät. Automaattitrukkien ja kuljetinkäyttöjen jälkiasennus on yleinen käytäntö. Koska harjattomat moottorit ovat tyypillisesti lyhyempiä kuin vastaavat harjatut moottorit samalla vääntömomentilla, verhokäyräristiriidat ovat harvinaisia.