Как устранить шум двигателя постоянного тока?

Двигатель постоянного тока подключается к источнику питания через коллекторную щетку.Когда ток протекает через катушку, магнитное поле создает силу, которая заставляет двигатель постоянного тока вращаться, создавая крутящий момент.Скорость коллекторного двигателя постоянного тока достигается за счет изменения рабочего напряжения или напряженности магнитного поля.Щеточные двигатели имеют тенденцию создавать много шума (как акустического, так и электрического).Если эти шумы не изолированы и не экранированы, электрические помехи могут создавать помехи в цепи двигателя, что приводит к нестабильной работе двигателя.Электрический шум, создаваемый двигателями постоянного тока, можно разделить на две категории: электромагнитные помехи и электрический шум.Электромагнитное излучение трудно диагностировать, и как только проблема обнаружена, ее трудно отличить от других источников шума.Радиочастотные помехи или помехи электромагнитного излучения возникают из-за электромагнитной индукции или электромагнитного излучения, излучаемого внешними источниками.Электрический шум может повлиять на эффективность цепей.Эти шумы могут привести к простой деградации машины.

При работе двигателя между щетками и коллектором иногда возникают искры.Искры являются одной из причин электрического шума, особенно при запуске двигателя, когда в обмотках протекает относительно большой ток.Более высокие токи обычно приводят к увеличению шума.Аналогичный шум возникает, когда щетки остаются нестабильными на поверхности коллектора, а входная мощность двигателя намного выше ожидаемой.Другие факторы, в том числе изоляция, образующаяся на поверхностях коллектора, также могут вызывать нестабильность тока.

ЭМП могут проникать в электрические части двигателя, вызывая сбои в работе цепи двигателя и снижая производительность.Уровень электромагнитных помех зависит от различных факторов, таких как тип двигателя (щеточный или бесщеточный), форма сигнала привода и нагрузка.Как правило, коллекторные двигатели генерируют больше электромагнитных помех, чем бесщеточные двигатели, независимо от типа, конструкция двигателя сильно влияет на электромагнитную утечку, небольшие коллекторные двигатели иногда генерируют большие радиочастотные помехи, в основном это простой LC-фильтр нижних частот и металлический корпус.

Еще одним источником шума блока питания является сам блок питания.Поскольку внутреннее сопротивление источника питания не равно нулю, в каждом цикле вращения непостоянный ток двигателя преобразуется в пульсации напряжения на клеммах источника питания, и двигатель постоянного тока будет генерировать во время высокоскоростной работы.шум.Чтобы уменьшить электромагнитные помехи, двигатели размещают как можно дальше от чувствительных цепей.Металлический корпус двигателя обычно обеспечивает достаточную защиту для снижения электромагнитных помех, передающихся по воздуху, но дополнительный металлический корпус должен обеспечивать лучшее снижение электромагнитных помех.

Электромагнитные сигналы, генерируемые двигателями, также могут проникать в цепи, образуя так называемые синфазные помехи, которые невозможно устранить экранированием и которые можно эффективно уменьшить с помощью простого LC-фильтра нижних частот.Для дальнейшего снижения электрических шумов необходима фильтрация в источнике питания.Обычно это делается путем добавления конденсатора большей емкости (например, 1000 мкФ и выше) к клеммам питания, чтобы уменьшить эффективное сопротивление источника питания, тем самым улучшая переходные характеристики, и использования принципиальной схемы сглаживающего фильтра (см. рисунок ниже), чтобы завершите защиту от перегрузки по току, перенапряжения и LC-фильтра.

Емкость и индуктивность обычно появляются в цепи симметрично, чтобы обеспечить баланс цепи, сформировать LC-фильтр нижних частот и подавить шум проводимости, создаваемый угольной щеткой.Конденсатор в основном подавляет пиковое напряжение, генерируемое случайным отключением угольной щетки, и имеет хорошую функцию фильтрации.Установка конденсатора обычно подключается к заземляющему проводу.Индуктивность в основном предотвращает внезапное изменение тока зазора между угольной щеткой и медным листом коммутатора, а заземление может повысить расчетные характеристики и фильтрующий эффект LC-фильтра.Две катушки индуктивности и два конденсатора образуют симметричную функцию LC-фильтра.Конденсатор в основном используется для устранения пикового напряжения, генерируемого угольной щеткой, а PTC используется для устранения воздействия чрезмерной температуры и чрезмерного скачка тока на цепь двигателя.


Время публикации: 25 мая 2022 г.