Ako bezuhlíkový jednosmerný prevodový motor znižuje hluk v priemyselných aplikáciách?

Automatizované riadené vozidlo (AGV) s hmotnosťou 650 kg, ktoré sa pohybovalo cez halu na balenie potravín rýchlosťou 1,2 m/s, vyžarovalo hlučnosť pohonu 73 dBA so svojím pôvodným brúseným jednosmerným prevodovým motorom. Potom, čo bolo to isté vozidlo znovu vybavené 48 V bezkartáčový jednosmerný prevodový motor a presný planetárny stupeň, nameraná hladina klesla na 61 dBA pri rovnakej rýchlosti a vzdialenosti. Tento rozdiel 12 dB nie je marketingový údaj; pochádza z odstránenia kontaktu kefy a komutátora, utiahnutia presnosti záberu ozubených kolies a skrátenia dráhy vibrácií do rámu stroja.

Tento článok vysvetľuje, ako bezkomutátorový jednosmerný prevodový motor znižuje hluk v priemyselných aplikáciách, ako ďaleko môže zníženie skutočne zájsť a ktoré rozhodnutia o komponentoch rozhodujú o konečnom čísle. Stručne povedané: motor odstraňuje dominantný vysokofrekvenčný zdroj a prevodovka určuje, koľko zo zostávajúcich vibrácií bude počuť. Vzájomná interakcia medzi týmito dvoma je dôvod, prečo samotná výmena motora len zriedka poskytuje všetky možné výhody.

Eliminácia trenia kefou odstraňuje zdroj hluku s najvyššou frekvenciou

Prepnite jednosmerný motor z kefovanej na bezkomutátorovú komutáciu a najhlasnejší zdroj hluku zmizne skôr, ako sa vykoná akákoľvek iná zmena.

V brúsenom jednosmernom motore sa uhlíkové kefky posúvajú po segmentoch komutátora. Pri každom prechode segmentu sa prúd preruší a reštartuje, čím sa generujú mikrooblúky a mechanický kontaktný šum. Výsledkom je najsilnejší širokopásmový šum medzi 3 kHz a 8 kHz, pásmo, kde je ľudský sluch najcitlivejší. To je dôvod, prečo brúsený motor znie drsne, aj keď je jeho celkový údaj v decibeloch mierny. Bezuhlíkový jednosmerný prevodový motor nahrádza mechanický komutátor elektronickou komutáciou spúšťanou Hallovým snímačom. Neexistujú žiadne kefy, ktoré by sa dali posúvať, žiadne oblúky na syčanie a žiadne periodické prerušenia kontaktu.

Typické merania hladiny hluku v nezaťaženom stave pri 3 000 ot./min. umiestňujú 60 W kartáčovaný jednosmerný prevodový motor do rozsahu 62 – 68 dBA, zatiaľ čo ekvivalentná bezkomutátorová jednotka s rovnakou prevodovkou a montážou má okolo 55 – 60 dBA. Zníženie sa sústreďuje vo vysokofrekvenčnom pásme, vďaka čomu je vnímaná zmena väčšia, ako naznačuje surové číslo. Rovnaká bezkartáčová architektúra, ktorá znižuje hluk pri chode domácich spotrebičov váhy priamo na priemyselné rámy.

Gear Precision nastaví hladinu hluku po odstránení hluku kefy

Keď hluk kefy zmizne, prevodovka sa stane tlmičom hluku a presnosť prevodu rozhoduje o tom, ako nízko táto podlaha sedí.

Hučanie ozubených kolies je spôsobené chybou prevodu, ktorá je definovaná ako rozdiel medzi ideálnym záberovým pohybom páru ozubených kolies a skutočným pohybom prenášaným pri zaťažení, spôsobeným odchýlkami profilu zubov, chybami rozstupu a elastickým vychýlením. V brúsenom prevodovom motore je tento tónový hluk pod 2 kHz zvyčajne maskovaný hlukom kefy. Po prepnutí na bezkomutátorový motor maskovanie zmizne a dominantným počuteľným podpisom sa stanú frekvencie záberu ozubených kolies, zvyčajne 500 Hz až 2 kHz, sú podobné tónom a silne korelujú s rýchlosťou a počtom zubov.

Správnym poradím je preto najskôr odstrániť kefy motora a potom znížiť chybu prenosu. Špirálové ozubené kolesá produkujú nižšie špičkové budenie ako čelné ozubené kolesá, pretože prenos zaťaženia je postupný. Presné planétové prevodovky s kalenými a brúsenými bokmi zubov redukujú chybu prevodovky viac ako ozubené kolesá s odvalovaním. Vôľa by mala byť riadená miernym predpätím: nulová vôľa odstraňuje náraz, zatiaľ čo nadmerné predpätie pridáva trecí hluk a teplo. Výrobcovia, ktorí integrujú motor a prevodovku do jedného krytu, ako napríklad tu ponúkaný rad bezkomutátorových jednosmerných prevodových motorov, zmenšujú montážne variácie pri zdroji.

Vysokovýkonné bezkomutátorové jednosmerné prevodové motory s planetárnym stolíkom Tento produktový rad zahŕňa 24V až 230V bezkomutátorové prevodové motory navrhnuté pre tichú prevádzku. Kontext zdôrazňuje zníženie hluku o 12 dB pri spojení s presnou planétovou prevodovkou, vďaka čomu je táto stránka nevyhnutná pre výber správnej kombinácie. Zobraziť produkt →

Montáž a rezonancia rozhodujú o tom, či tichý motor zostane tichý pri zaťažení

Nízkohlučný motor je len taký tichý ako konštrukcia, ku ktorej je priskrutkovaný.

Dokonca aj dobre komutovaný bezkomutátorový motor vytvára malé zvlnenie krútiaceho momentu a harmonické kolísanie. Keď má montážna konzola prirodzenú frekvenciu blízko týchto harmonických, rám ich zosilní na vyžarovaný šum. Najdôležitejšie sú tri premenné inštalácie: tuhosť montážnej plochy, zarovnanie medzi motorom a hnaným hriadeľom a tuhosť spojky. Pevný prírubový držiak s presne opracovaným registrom znižuje prenos vibrácií o 6-10 dB v porovnaní s vyhovujúcim držiakom na nohy pri napnutí remeňa. Vychýlenie hriadeľa o 0,1 mm môže zvýšiť hluk záberu ozubených kolies o 3-5 dB.

Pri AGV a logistických pohonoch pomáha integrovaný tvarový faktor. 24 V bezkomutátorový prevodový motor s planétovým stupňom na servo prírube udržuje dráhu vibrácií krátku a posúva rezonančné špičky na vyššie frekvencie. Táto konfigurácia je bežnou voľbou pre AGV kráčajúce a zdvíhacie pohony, pretože kombinuje nízky počuteľný hluk s vysokou rezervou preťaženia, zvyčajne 1-3 Nm nepretržitého krútiaceho momentu na vstupe 24 V, a planetárny stupeň absorbuje nárazové zaťaženie namiesto toho, aby ich prenášal na rám.

24V bezkomutátorový prevodový motor pre AGV a automatizačné aplikácie Tento kompaktný 24V motor dodáva 25-400W pri 3000 ot./min. s menovitým krútiacim momentom 0,08 Nm. Jeho bezkomutátorový dizajn a planetárny stupeň redukujú vibrácie a hluk, čo je ideálne pre chôdzu AGV, kde záleží na nízkej hlučnosti a vysokej rezerve preťaženia. Zobraziť produkt →

Namerané zníženie hluku: Ako sa porovnávajú konfigurácie pohonov

Najmenšia redukcia v reálnom svete pochádza zo samotnej výmeny motora; najväčšia pochádza zo spoločnej modernizácie stupňa motora a prevodovky.

Tabuľka nižšie zobrazuje reprezentatívne hladiny akustického tlaku A merané vo vzdialenosti 1 m od rámu motora, pri 3000 ot./min. na hriadeli motora, bez vonkajšieho zaťaženia. Tieto hodnoty predstavujú rozpätie, ktoré sa bežne vyskytuje v správach o motorických testoch; konečné čísla sa posúvajú o 2-4 dBA v závislosti od montáže a zaťaženia.

Ako špecifikovať bezhlučný bezkomutátorový jednosmerný prevodový motor pre vašu aplikáciu

Nastavte cieľovú hodnotu hluku v dBA na 1 m a potom postupujte od tohto čísla smerom k elektrickému dizajnu motora, typu prevodu a montážnej geometrii.

1. Opravte prevádzkové otáčky a krútiaci moment vrátane prerušovaných špičiek. Hluk je zvyčajne najhorší v rezonančných bodoch, nie pri maximálnej rýchlosti.
2. Vyberte si bezkomutátorový motor s prispôsobenou elektronickou komutáciou. Požiadajte výrobcu o meranie dBA na 1 m vo vašom pracovnom bode, nielen naprázdno.
3. Vyberte prevodový stupeň. Pre tonálny hluk pod 60 dBA sa vyžaduje presné planetárne alebo špirálové planetárne zariadenie; čelné koleso môže fungovať len vtedy, keď je cieľová hladina vyššia ako 62 dBA.
4. Skontrolujte montážny obal. Uprednostnite prírubový čelný držiak s opracovaným registrom pred tenkým plechovým držiakom.
5. Prototyp a meranie na skutočnom stroji, pretože rám vždy pridáva niekoľko decibelov v porovnaní s testom na skúšobnej stolici.

Výber napätia priamo spolupracuje s kompatibilitou ovládania. Nízkonapäťové 24 V a 48 V bezkomutátorové prevodové motory sú štandardom pre AGV a mobilné zariadenia, zatiaľ čo 220-230 V vysokonapäťové bezkomutátorové prevodové motory sú vhodné pre pevné priemyselné stroje s priamym napájaním zo zbernice AC. V spoločnosti Zhejiang Saiya Intelligent Manufacturing Co., Ltd. sú obe rady napätia postavené v kompaktných rámoch s integrovanými planetárnymi stupňami.

Bezuhlíkový prevodový motor 220V-230V pre pevné priemyselné stroje Tento motor, ktorý pracuje na štandardnom priemyselnom striedavom napájaní, ponúka 10-400 W pri 3000 ot./min. s krútiacim momentom až 1,5 Nm. Je vhodný pre pevné zariadenia vyžadujúce spoľahlivé ovládanie pohybu a jeho kompaktný rám s integrovaným planetárnym stolíkom pomáha znižovať počuteľný hluk. Zobraziť produkt →

Často kladené otázky o hluku bezuhlíkového jednosmerného prevodového motora

Štyri odpovede uvedené nižšie pokrývajú otázky, ktoré sa v každej diskusii o znižovaní hluku objavia ako prvé.

O koľko tichší je bezkomutátorový jednosmerný prevodový motor ako kartáčovaný jednosmerný motor?

V kompletnom prevodovom motore pri rovnakej rýchlosti a zaťažení je rozdiel zvyčajne 8-12 dBA, sústredený v pásme 3-8 kHz, ktoré operátori najviac obťažujú. Presná hodnota závisí od prevodového stupňa a montážnej konštrukcie.

Je hlavným zdrojom hluku prevodovka alebo motor?

V brúsenom prevodovom motore obvykle dominuje kontakt kefa-komutátor nad 3 kHz. V bezkomutátorovom prevodovom motore sa hlavným zdrojom stáva záber ozubených kolies, zvyčajne 0,5-2 kHz. Vylepšenie prevodovky je preto jediný spôsob, ako využiť všetky výhody bezuhlíkovej konštrukcie v oblasti hluku.

Ovplyvňuje regulátor hladinu hluku?

Áno, výrazne. Vstupný regulátor s lichobežníkovou komutáciou vytvára väčšie zvlnenie krútiaceho momentu a vyšší tónový šum ako regulátor s sínusovou komutáciou alebo poľom orientovaný regulátor. Frekvencia spínania musí byť tiež prispôsobená indukčnosti motora; nezhodný ovládač pridáva kňučanie v pásme 10-20 kHz.

Môžem dodatočne namontovať bezkomutátorový jednosmerný prevodový motor do existujúceho zariadenia?

Zvyčajne áno, ak sa zhoduje napätie, rozhranie ovládača, rozmery príruby a prevodový pomer. Dodatočné vybavenie AGV a pohonov dopravníkov je bežnou praxou. Pretože bezkomutátorové motory sú zvyčajne kratšie ako ekvivalentné kefové motory pri rovnakom krútiacom momente, konflikty obalov sú zriedkavé.