通過電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)在提高頻率的同時抑制噪聲是當(dāng)今電力機(jī)械行業(yè)面臨的一個普遍問題。為了滿足客戶的要求,提高電機(jī)驅(qū)動的效率和可靠性,同時減少噪聲和振動,電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)需要不斷地進(jìn)行改進(jìn)。
一、噪聲產(chǎn)生原因
在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,會產(chǎn)生各種機(jī)械噪聲,這些噪聲來自于電機(jī)本身的震動,電機(jī)的機(jī)械變形,電磁振蕩等多種因素。因此,抑制電機(jī)噪聲主要有以下三個方向。
1、電機(jī)反饋控制系統(tǒng):電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中電路、電器件等可以產(chǎn)生大量干擾與噪聲信號。通過優(yōu)化反饋控制系統(tǒng),把電機(jī)的電氣和機(jī)械噪聲減小到最小。
2、電機(jī)外型結(jié)構(gòu):電機(jī)外型結(jié)構(gòu)的設(shè)計也可以影響電機(jī)噪聲。采取一些減小電機(jī)噪聲的措施,例如采用減振結(jié)構(gòu)、增加隔音墊等。
3、冷卻散熱系統(tǒng):電機(jī)在運(yùn)行中會產(chǎn)生大量熱量,如果沒有合適的冷卻散熱系統(tǒng),則可能會造成電機(jī)在高速情況下振蕩和噪聲增加。因此相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)也是需要設(shè)計的。
二、應(yīng)對噪聲的方法
為了規(guī)避電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中產(chǎn)生的噪聲,需要進(jìn)行一系列的工作,主要包括以下幾個方面。
1、降低電機(jī)的震動和噪聲:通過改善電機(jī)的結(jié)構(gòu)和裝配,避免電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中的不正常振動,從而減少噪聲。同時,可以采用減振材料,增加隔音墊等進(jìn)行降噪和隔振。
2、采用降噪設(shè)計的設(shè)備:選擇降噪設(shè)計的電機(jī)和其他設(shè)備可以有效地降低噪聲。這些設(shè)備制造過程中采用的材料、設(shè)計與制造工藝都是為了達(dá)到盡量降級噪聲水平的預(yù)期。
3、優(yōu)化驅(qū)動電路設(shè)計:通過對驅(qū)動電路的控制來減小電機(jī)的噪聲和振動。電路設(shè)計中盡量少使用晶體管等頻譜噪聲大的元件,并選用低噪聲、高精度的元件,減少電氣噪聲。
4、應(yīng)用高效率的散熱系統(tǒng):在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時,電機(jī)內(nèi)部會產(chǎn)生大量的熱,當(dāng)熱量無法有效散發(fā)時,就會造成噪聲的增加。
三、常見的噪聲抑制方案
1、控制驅(qū)動系統(tǒng)的諧波噪聲。在驅(qū)動系統(tǒng)中,特別是在PWM控制器中,產(chǎn)生的諧波噪聲是非常明顯的,因此需要通過濾波電路進(jìn)行濾波,減小噪聲。
2、使用角頻率調(diào)制技術(shù)。在電機(jī)的V/F控制過程中,可以使用角頻率調(diào)制技術(shù),它消除了低頻電流諧波,控制了電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電流,從而減小了噪聲。
3、控制電機(jī)的機(jī)械振動。對于一些電機(jī),機(jī)械振動產(chǎn)生的聲音是主要的噪聲源,因此應(yīng)該通過優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計和加振控制,來控制電機(jī)的振動。
4、使用高效率的冷卻系統(tǒng)。采用高效率、低噪聲的電機(jī)冷卻系統(tǒng),可以有效地控制電機(jī)的溫度和降低噪聲。
四、結(jié)論
電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中的噪聲和振動是電力機(jī)械行業(yè)面臨的普遍問題,在提高驅(qū)動頻率的同時,降低振動和噪聲,是電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)不斷改進(jìn)的目標(biāo)。通過優(yōu)化電機(jī)的結(jié)構(gòu)、改進(jìn)驅(qū)動電路、應(yīng)用降噪技術(shù)和采用高效率的冷卻系統(tǒng),可以有效地降低噪聲和振動。同時,電力機(jī)械行業(yè)需要根據(jù)客戶需求不斷尋找新的解決方案,來滿足不同行業(yè)對電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)生的不同對部分的噪聲和振動要求。
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