Πώς να εξαλείψετε τον θόρυβο του κινητήρα DC;

Ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος συνδέεται με την παροχή ρεύματος μέσω της βούρτσας του μεταγωγέα.Όταν το ρεύμα ρέει μέσα από το πηνίο, το μαγνητικό πεδίο δημιουργεί μια δύναμη και η δύναμη κάνει τον κινητήρα συνεχούς ρεύματος να περιστρέφεται για να δημιουργήσει ροπή.Η ταχύτητα του βουρτσισμένου κινητήρα συνεχούς ρεύματος επιτυγχάνεται αλλάζοντας την τάση εργασίας ή την ένταση του μαγνητικού πεδίου.Οι κινητήρες βούρτσας τείνουν να παράγουν πολύ θόρυβο (τόσο ακουστικό όσο και ηλεκτρικό).Εάν αυτοί οι θόρυβοι δεν είναι απομονωμένοι ή θωρακισμένοι, ο ηλεκτρικός θόρυβος μπορεί να επηρεάσει το κύκλωμα του κινητήρα, με αποτέλεσμα την ασταθή λειτουργία του κινητήρα.Ο ηλεκτρικός θόρυβος που παράγεται από κινητήρες συνεχούς ρεύματος μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες: ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και ηλεκτρικό θόρυβο.Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι δύσκολο να διαγνωστεί και από τη στιγμή που ανιχνεύεται ένα πρόβλημα, είναι δύσκολο να το ξεχωρίσουμε από άλλες πηγές θορύβου.Η παρεμβολή ραδιοσυχνοτήτων ή η παρεμβολή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας οφείλεται σε ηλεκτρομαγνητική επαγωγή ή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που εκπέμπεται από εξωτερικές πηγές.Ο ηλεκτρικός θόρυβος μπορεί να επηρεάσει την αποτελεσματικότητα των κυκλωμάτων.Αυτοί οι θόρυβοι μπορούν να οδηγήσουν σε απλή υποβάθμιση του μηχανήματος.

Όταν ο κινητήρας λειτουργεί, κατά καιρούς εμφανίζονται σπινθήρες μεταξύ των βουρτσών και του μεταγωγέα.Οι σπινθήρες είναι μια από τις αιτίες του ηλεκτρικού θορύβου, ειδικά όταν ξεκινά ο κινητήρας, και σχετικά υψηλά ρεύματα ρέουν στις περιελίξεις.Τα υψηλότερα ρεύματα προκαλούν συνήθως υψηλότερο θόρυβο.Παρόμοιος θόρυβος εμφανίζεται όταν οι βούρτσες παραμένουν ασταθείς στην επιφάνεια του διακόπτη και η είσοδος στον κινητήρα είναι πολύ μεγαλύτερη από την αναμενόμενη.Άλλοι παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της μόνωσης που σχηματίζεται στις επιφάνειες του διακόπτη, μπορούν επίσης να προκαλέσουν αστάθεια ρεύματος.

Το EMI μπορεί να συνδεθεί στα ηλεκτρικά μέρη του κινητήρα, προκαλώντας δυσλειτουργία του κυκλώματος του κινητήρα και υποβάθμιση της απόδοσης.Το επίπεδο EMI εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως ο τύπος του κινητήρα (βούρτσα ή χωρίς ψήκτρες), η κυματομορφή κίνησης και το φορτίο.Γενικά, οι βουρτσισμένοι κινητήρες θα παράγουν περισσότερο EMI από τους κινητήρες χωρίς ψήκτρες, ανεξάρτητα από τον τύπο, ο σχεδιασμός του κινητήρα θα επηρεάσει πολύ την ηλεκτρομαγνητική διαρροή, οι μικροί κινητήρες με βούρτσα δημιουργούν μερικές φορές μεγάλο RFI, κυρίως απλό φίλτρο χαμηλής διέλευσης LC και μεταλλική θήκη.

Μια άλλη πηγή θορύβου του τροφοδοτικού είναι το τροφοδοτικό.Δεδομένου ότι η εσωτερική αντίσταση του τροφοδοτικού δεν είναι μηδέν, σε κάθε κύκλο περιστροφής, το μη σταθερό ρεύμα κινητήρα θα μετατρέπεται σε κυματισμό τάσης στους ακροδέκτες τροφοδοσίας και ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος θα δημιουργείται κατά τη λειτουργία υψηλής ταχύτητας.θόρυβος.Για τη μείωση των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών, οι κινητήρες τοποθετούνται όσο το δυνατόν πιο μακριά από ευαίσθητα κυκλώματα.Το μεταλλικό περίβλημα του κινητήρα παρέχει συνήθως επαρκή θωράκιση για τη μείωση του αερομεταφερόμενου EMI, αλλά το πρόσθετο μεταλλικό περίβλημα θα πρέπει να παρέχει καλύτερη μείωση του EMI.

Τα ηλεκτρομαγνητικά σήματα που παράγονται από κινητήρες μπορούν επίσης να συζευχθούν σε κυκλώματα, σχηματίζοντας τις λεγόμενες παρεμβολές κοινού τρόπου λειτουργίας, οι οποίες δεν μπορούν να εξαλειφθούν με θωράκιση και μπορούν να μειωθούν αποτελεσματικά με ένα απλό φίλτρο χαμηλής διέλευσης LC.Για περαιτέρω μείωση του ηλεκτρικού θορύβου, απαιτείται φιλτράρισμα στο τροφοδοτικό.Συνήθως γίνεται με την προσθήκη ενός μεγαλύτερου πυκνωτή (όπως 1000uF και άνω) στους ακροδέκτες ισχύος για μείωση της αποτελεσματικής αντίστασης του τροφοδοτικού, βελτιώνοντας έτσι την παροδική απόκριση και χρησιμοποιώντας ένα διάγραμμα κυκλώματος εξομάλυνσης φίλτρου (δείτε το παρακάτω σχήμα) συμπληρώστε το φίλτρο υπερέντασης, υπέρτασης, LC.

Η χωρητικότητα και η αυτεπαγωγή εμφανίζονται γενικά συμμετρικά στο κύκλωμα για να εξασφαλίσουν την ισορροπία του κυκλώματος, να σχηματίσουν ένα χαμηλοπερατό φίλτρο LC και να καταστέλλουν τον θόρυβο αγωγιμότητας που δημιουργείται από τη βούρτσα άνθρακα.Ο πυκνωτής καταστέλλει κυρίως την τάση αιχμής που παράγεται από την τυχαία αποσύνδεση της βούρτσας άνθρακα και ο πυκνωτής έχει καλή λειτουργία φιλτραρίσματος.Η εγκατάσταση του πυκνωτή συνδέεται γενικά με το καλώδιο γείωσης.Η αυτεπαγωγή εμποδίζει κυρίως την ξαφνική αλλαγή του ρεύματος του διακένου μεταξύ της βούρτσας άνθρακα και του φύλλου χαλκού του μεταγωγέα και η γείωση μπορεί να αυξήσει την απόδοση σχεδιασμού και το αποτέλεσμα φιλτραρίσματος του φίλτρου LC.Δύο επαγωγείς και δύο πυκνωτές σχηματίζουν μια συμμετρική λειτουργία φίλτρου LC.Ο πυκνωτής χρησιμοποιείται κυρίως για την εξάλειψη της μέγιστης τάσης που παράγεται από τη βούρτσα άνθρακα και το PTC χρησιμοποιείται για την εξάλειψη των επιπτώσεων της υπερβολικής θερμοκρασίας και της υπερβολικής υπέρτασης ρεύματος στο κύκλωμα του κινητήρα.


Ώρα δημοσίευσης: 25 Μαΐου 2022