Cum reduce un motor cu angrenaj CC fără perii zgomotul în aplicații industriale?

Un vehicul cu ghidare automată (AGV) de 650 kg care se deplasa printr-o hală de ambalare a alimentelor la 1,2 m/s a radiat 73 dBA de zgomot de transmisie cu motorul său de angrenaj DC cu perii original. După ce același vehicul a fost remontat cu un 48 V motorreductor DC fără perii și o etapă planetară de precizie, nivelul măsurat a scăzut la 61 dBA la viteză și distanță identice. Acea diferență de 12 dB nu este o cifră de marketing; aceasta provine din îndepărtarea contactului perie-comutator, strângerea preciziei ochiurilor de viteză și scurtarea traseului vibrațiilor în cadrul mașinii.

Acest articol explică modul în care un motor cu angrenaj CC fără perii reduce zgomotul în aplicațiile industriale, cât de departe poate ajunge de fapt reducerea și ce decizii de componente decid numărul final. Pe scurt: motorul elimină sursa dominantă de înaltă frecvență, iar cutia de viteze determină cât de mult din vibrația rămasă devine audibilă. Interacțiunea dintre cele două este motivul pentru care doar un schimb de motor oferă rareori întregul beneficiu posibil.

Eliminarea frecării periei elimină sursa de zgomot cu cea mai înaltă frecvență

Comutați un motor de curent continuu de la comutație cu perii la comutație fără perii și cea mai puternică sursă de zgomot dispare înainte de a fi efectuată orice altă modificare.

Într-un motor DC cu perii, periile de cărbune alunecă pe segmentele comutatorului. La fiecare tranziție de segment, curentul este întrerupt și repornit, generând micro-arce și zgomot de contact mecanic. Rezultatul este zgomotul de bandă largă cel mai puternic între 3 kHz și 8 kHz, o bandă în care auzul uman este cel mai sensibil. Acesta este motivul pentru care un motor periat sună aspru chiar și atunci când citirea generală a decibelilor este moderată. Un motor cu angrenaj CC fără perii înlocuiește comutatorul mecanic cu comutația electronică declanșată de senzorul Hall. Nu există perii de alunecat, nici arce de șuierat și nici discontinuități periodice de contact.

Măsurătorile tipice ale nivelului de zgomot la 3000 r/min plasează un motorreductor DC cu perii de 60 W în intervalul 62-68 dBA, în timp ce o unitate echivalentă fără perii cu aceeași cutie de viteze și montaj se află în jur de 55-60 dBA. Reducerea se concentrează în banda de înaltă frecvență, făcând schimbarea percepută mai mare decât sugerează numărul brut. Aceeași arhitectură fără perii care reduce zgomot de rulare în aparatele electrocasnice cântarează direct pe cadrele industriale.

Gear Precision stabilește nivelul de zgomot după ce zgomotul din perie este eliminat

Odată ce zgomotul periei dispare, cutia de viteze devine podeaua de zgomot, iar precizia angrenajului decide cât de jos se află podeaua.

Tânătul angrenajului este produs de eroarea de transmisie, care este definită ca diferența dintre mișcarea ideală de angrenare a unei perechi de angrenaje și mișcarea reală transmisă sub sarcină, cauzată de abaterile profilului dinților, erorile de pas și deformarea elastică. Într-un motorreductor cu perii, acest zgomot tonal sub 2 kHz este de obicei mascat de zgomotul periei. După trecerea la un motor fără perii, mascarea dispare, iar frecvențele rețelei de viteză devin semnătura sonoră dominantă, de obicei între 500 Hz și 2 kHz, asemănătoare tonurilor și puternic corelate cu viteza și numărul de dinți.

Ordinea corectă este prin urmare să scoateți mai întâi periile motorului, apoi să reduceți eroarea de transmisie. Angrenajele elicoidale produc o excitație maximă mai mică decât angrenajele drepte, deoarece transferul de sarcină este gradual. Cutiile de viteze planetare de precizie cu flancuri cu dinți întăriți și șlefuit reduc erorile de transmisie mai mult decât angrenajele cu talie. Jocul trebuie controlat cu o preîncărcare ușoară: jocul zero înlătură impactul, în timp ce preîncărcarea excesivă adaugă zgomot de frecare și căldură. Producătorii care integrează motorul și cutia de viteze într-o singură carcasă, cum ar fi linia de motor angrenaj DC fără perii oferită aici, reduc variația de asamblare la sursă.

Motoare cu angrenaje DC fără perii de înaltă performanță cu treaptă planetară Această linie de produse acoperă motoare cu angrenaje fără perii de la 24 V până la 230 V concepute pentru o funcționare silențioasă. Contextul evidențiază o reducere a zgomotului de 12 dB atunci când este asociat cu o cutie de viteze planetară de precizie, făcând această pagină esențială pentru selectarea combinației potrivite. Vizualizare produs →

Montarea și rezonanța decid dacă un motor silențios rămâne liniștit sub sarcină

Un motor cu zgomot redus este la fel de silențios ca structura la care este fixat.

Chiar și un motor fără perii bine comutat produce mici ondulații ale cuplului și armonici de cogging. Când un suport de montare are o frecvență naturală în apropierea acelor armonice, cadrul le amplifica în zgomot radiat. Trei variabile de instalare contează cel mai mult: rigiditatea feței de montare, alinierea dintre motor și arborele antrenat și rigiditatea cuplajului. Un suport rigid cu flanșă cu un registru prelucrat cu precizie reduce transmisia vibrațiilor cu 6-10 dB în comparație cu un suport de picior conform tensiunii curelei. Nealinierea arborelui de 0,1 mm poate crește zgomotul ochiului de viteză cu 3-5 dB.

În AGV și acțiunile logistice, factorul de formă integrat ajută. Un motor angrenaj fără perii de 24 V cu o treaptă planetară pe o flanșă servo-grad menține calea de vibrație scurtă și împinge vârfurile de rezonanță la frecvențe mai înalte. Această configurație este o alegere obișnuită pentru dispozitivele de mers și ridicare AGV, deoarece combină zgomotul audibil scăzut cu o marjă mare de suprasarcină, de obicei un cuplu continuu de 1-3 Nm la intrarea de 24 V, iar treapta planetară absoarbe sarcinile de impact în loc să le transmită cadru.

Motor cu angrenaj fără perii de 24 V pentru AGV și aplicații de automatizare Acest motor compact de 24 V furnizează 25-400 W la 3000 rpm cu un cuplu nominal de 0,08 Nm. Designul său fără perii și treapta planetară reduc vibrațiile și zgomotul, ideal pentru unitățile de mers pe jos AGV unde sunetul scăzut și marja de suprasarcină mare contează. Vizualizare produs →

Reducerea zgomotului măsurată: Cum se compară configurațiile unității

Cea mai mică reducere din lumea reală vine doar din schimbarea motorului; cel mai mare provine din modernizarea împreună a treptei motorului și angrenajului.

Graficul de mai jos prezintă niveluri reprezentative de presiune acustică ponderate A măsurate la 1 m de cadrul motorului, la 3000 r/min la arborele motorului, fără sarcină externă. Aceste valori reprezintă răspândirea observată în mod normal în rapoartele de testare a motoarelor; numerele finale se schimbă cu 2-4 dBA în funcție de montare și încărcare.

Cum să specificați un motor cu angrenaj CC fără perii cu zgomot redus pentru aplicația dvs

Setați o țintă de zgomot în dBA la 1 m, apoi lucrați înapoi de la acel număr la designul electric al motorului, tipul angrenajului și geometria de montare.

1. Fixați viteza de funcționare și cuplul, inclusiv vârfurile intermitente. Zgomotul este de obicei cel mai rău în punctele de rezonanță, nu la viteza maximă.
2. Alegeți un motor fără perii cu comutație electronică potrivită. Solicitați producătorului o măsurătoare dBA la 1 m în punctul dvs. de operare, nu numai în gol.
3. Selectați treapta de viteză. Este necesar un planetar de precizie sau un planetar elicoidal pentru zgomotul tonal sub 60 dBA; un angrenaj drept poate funcționa numai când ținta este peste 62 dBA.
4. Verificați plicul de montare. Preferați o montură frontală cu flanșă cu un registru prelucrat peste un suport din tablă subțire.
5. Prototipați și măsurați pe mașina propriu-zisă, deoarece cadrul adaugă întotdeauna câțiva decibeli în comparație cu un test pe banc.

Selectarea tensiunii interacționează direct cu compatibilitatea controlului. Motoarele cu angrenaj fără perii de joasă tensiune de 24 V și 48 V sunt standard pentru echipamentele AGV și mobile, în timp ce motoarele cu angrenaj fără perii de 220-230 V de înaltă tensiune se potrivesc mașinilor industriale fixe cu alimentare directă AC-bus. La Zhejiang Saiya Intelligent Manufacturing Co., Ltd., ambele familii de tensiune sunt construite în cadre compacte cu etape planetare integrate.

Motor cu angrenaj fără perii 220V-230V pentru utilaje industriale fixe Funcționând la curent alternativ industrial standard, acest motor oferă 10-400 W la 3000 rpm cu un cuplu de până la 1,5 Nm. Se potrivește echipamentelor fixe care necesită un control fiabil al mișcării, iar cadrul compact cu treaptă planetară integrată ajută la reducerea zgomotului audibil. Vizualizare produs →

Întrebări frecvente despre zgomotul motorului cu angrenaj CC fără perii

Cele patru răspunsuri de mai jos acoperă întrebările care apar primele în fiecare discuție despre reducerea zgomotului.

Cât de mult mai silențios este un motor cu angrenaj DC fără perii decât un motor DC cu perii?

Într-un motorreductor complet la aceeași viteză și sarcină, diferența este de obicei de 8-12 dBA, concentrată în banda de 3-8 kHz pe care operatorii o consideră cel mai deranjantă. Valoarea exactă depinde de treapta angrenajului și de structura de montare.

Este cutia de viteze sau motorul principala sursă de zgomot?

Într-un motorreductor cu perii, contactul perie-comutator domină de obicei peste 3 kHz. Într-un motorreductor fără perii, rețeaua de angrenare devine sursa principală, de obicei 0,5-2 kHz. Îmbunătățirea cutiei de viteze este, prin urmare, singura modalitate de a capta beneficiul total de zgomot al designului fără perii.

Controlerul afectează nivelul de zgomot?

Da, în mod semnificativ. Un controler de intrare cu comutație trapezoidală produce mai multă ondulație de cuplu și zgomot tonal mai mare decât un controler cu comutație sinusoidală sau orientat pe câmp. Frecvența de comutare trebuie să fie, de asemenea, potrivită cu inductanța motorului; un controler nepotrivit adaugă scâncet în banda de 10-20 kHz.

Pot adapta un motor cu angrenaj CC fără perii în echipamentele existente?

De obicei da, dacă tensiunea, interfața controlerului, dimensiunile flanșei și raportul de transmisie se potrivesc. Adaptarea ulterioară a AGV și a transmisiilor transportoare este o practică obișnuită. Deoarece motoarele fără perii sunt de obicei mai scurte decât motoarele cu perii echivalente la același cuplu, conflictele de înveliș sunt rare.