By
Met het uitgebreide gebruik van motoren met directe aandrijving met permanente magneet in industriële automatisering is het effectief onderdrukken van trillingen en lawaai een belangrijk aandachtspunt geworden. Vanwege het speciale werkingsprincipe en de structurele kenmerken is de permanente magneet direct drive motor geneigd om grote trillingen en lawaai te genereren, wat de normale werking van de apparatuur beïnvloedt.
Permanente magneet direct drive motoren zijn zeer efficiënt en betrouwbaar, maar een behoorlijk aantal van hen heeft last van trillingen en lawaai. Deze problemen ontstaan normaal gesproken door een paar belangrijke gebieden, waaronder ongelijke elektromagnetische velden, mechanische onevenwichtigheden, lagerproblemen en defecte koelsystemen.
Ongelijkheid van elektromagnetische velden is een van de belangrijkste redenen voor het genereren van ruis en trillingen in permanente magneet direct drive motoren. Omdat permanente magneet excitatie wordt gebruikt, kan dit de reden zijn voor een ongebalanceerde magnetische veldverdeling. Dit leidt tot radiale en tangentiële momentfluctuaties terwijl de motor in werking is.
Bijvoorbeeld, het variabele magnetische veld kan het optreden van oscillaties veroorzaken in zowel de stator als de rotor van de motor, die gewoonlijk trillingen worden genoemd. In real-time kan dit optreden als periodieke geluiden of trillingspatronen waarvan de perioden afhankelijk zijn van de rotatiesnelheid. Eerder werd opgemerkt dat dergelijke oscillaties zeer luide ruis veroorzaken die wordt gekenmerkt door decibel- en enorme amplitudetrillingen die oplopen tot het bereik van micrometers. Dit vereist waarschijnlijk een nauwkeurige regeling van de magnetische veldverdeling, mogelijk via geavanceerde algoritmen binnen het motorregelsysteem om deze fluctuaties te verminderen.
De andere belangrijke oorzaak van trillingen en lawaai in permanente magneet direct drive motoren is mechanische onbalans. Meestal gebeurt dit wanneer er een onbalans is in de rotor. Zelfs een minimale onbalans kan periodieke centrifugale krachten genereren door de rotatie van de motor, wat vervolgens trillingen en lawaai produceert.
Voor de veldtesten die worden uitgevoerd op industriële motoren, kunnen slechts enkele grammassa's onbalans op de rotor krachtige trillingskrachten genereren, die hoge geluidsniveaus veroorzaken, vaak zelfs tot 70-80 dB; deze zouden zeer problematisch worden, met name als de strengheid met betrekking tot het werkgebied/de omgeving hoog is. Daarom zijn zeer regelmatig onderhoud en nauwkeurige balancering van de rotor vereist. Geavanceerde diagnostische tools kunnen een onbalans detecteren lang voordat de operationele gevolgen van de onbalans zich manifesteren, waardoor tijdig corrigerende maatregelen kunnen worden genomen.
De tweede meest voorkomende oorzaak van trillingen en lawaai in permanente magneet direct drive motoren zijn lagerdefecten. Lagerslijtage, losheid of onvoldoende smering kunnen het gevolg zijn van langdurig gebruik. Al deze defecten kunnen leiden tot verhoogde wrijving en ongelijkmatige beweging van de motoronderdelen, wat resulteert in trillingen en lawaai.
Uit een onderzoek naar motorlagers bleek dat versleten lagers het geluidsniveau met wel 15 dB verhoogden. Dit geluid is doorgaans een rommelend of knarsend geluid, dat kan worden opgepikt door trillingsanalysetools. Slecht gesmeerde lagers kunnen ook leiden tot een verhoogde warmteontwikkeling, waardoor het probleem verergert. Om deze problemen te voorkomen, moeten er regelmatige onderhoudsschema's worden opgesteld om ervoor te zorgen dat lagers goed worden gesmeerd en indien nodig worden vervangen.
Het koelsysteem is belangrijk voor de operationele stabiliteit van een permanente magneet direct drive motor. Problemen met het koelsysteem kunnen echter leiden tot temperatuurschommelingen in de motor. Dergelijke temperatuurveranderingen kunnen thermische vervorming en thermische spanning veroorzaken, wat de trillingen en het geluid zal verhogen.
Als het koelsysteem om een of andere reden niet goed functioneert, zullen bepaalde delen van de motor oververhit raken, wat leidt tot expansie- en contractiecycli die verkeerde uitlijning of gaten in de structuur en dus trillingen kunnen veroorzaken. Eén onderzoek meldde dat er tot 30% toename in amplitude kan worden waargenomen in trillingsniveaus van motoren als gevolg van thermische spanningen veroorzaakt door een slecht functionerend koelsysteem. Deze trillingen bleken direct te correleren met temperatuurpieken, wat de kritische aard van een stabiel koelsysteem benadrukt. Het is essentieel om te zorgen voor een goede werking van het koelsysteem door middel van regelmatige controles en onderhoud om deze door temperatuur veroorzaakte problemen te minimaliseren.
Samenvattend omvatten de verschillende oorzaken die bijdragen aan trillingen en geluid in permanente magneet direct drive motoren niet-uniforme elektromagnetische velden, mechanische onevenwichtigheden, defecte lagers en slecht functionerende koelsystemen. Geavanceerde diagnostische tools en regelmatig onderhoud in combinatie zijn nodig om deze modificaties uit te voeren met nauwkeurige technische aanpassingen. Het begrijpen en beperken van deze oorzaken zal verbetering in de prestaties en levensduur van deze motoren mogelijk maken voor soepelere en stillere werking.
De trillingen en het geluid van een permanente magneet direct drive motor kunnen worden onderdrukt door de volgende aspecten:
Het kan het ontwerp- en productieproces optimaliseren: Tijdens het ontwerp en de productie moet er aandacht worden besteed aan het verbeteren van de uniformiteit van de magnetische veldspleet, het verkleinen van de grootte van de magnetische veldspleet, het toepassen van nauwkeurige processen en het uitvoeren van een geschikte materiaalselectie om ervoor te zorgen dat de magnetische spleet redelijk is ontworpen en er geen onnodige trillingen worden gegenereerd. Ondertussen moet de kwaliteitscontrole worden verbeterd, met name in het assemblageproces, om de balans van elk onderdeel te garanderen en het effect van onbalans op de motor te minimaliseren door gebruik te maken van een dynamische balancer of een precisiebewerkingsproces.
Optimalisatie van elektromagnetisch ontwerp: Het kan ook worden uitgevoerd door middel van elektrisch ontwerp om de omvang van harmonischen bij de uitgang van de motor te minimaliseren of door aanpassing van stator- en rotorparameters voor een juiste elektromagnetische stijfheid.
Mechanische balanskalibratie: Door een nauwkeurige dynamische balanskalibratie uit te voeren op de rotor van de motor, kunt u ervoor zorgen dat deze mechanisch in balans is. Zo beperkt u trillingen en geluid tot een minimum.
Selectie van hoogwaardige materialen: In combinatie met regelmatige inspectie en onderhoud kan de keuze voor geluidsarme materialen het geluid van permanente magneetmotoren verbeteren.
Optimalisatie van het koelsysteem: Redelijk ontwerp van het koelsysteem en de installatie om de stabiliteit van de stroming en temperatuur van het koelmiddel te garanderen en thermische vervorming en thermische spanning veroorzaakt door temperatuurverschillen te verminderen om trillingen en lawaai van de motor te verminderen.
Dempingstechnologie: Het voegt het dempingsmateriaal of de dempingsstructuur, zoals de trillingsisolerende rubberen pad, de demper, enz. toe aan de motorstructuur, zodat het de effectieve absorptie kan absorberen en de trillingsenergie van de motor kan transformeren, waardoor de trillingen en het geluid van de motor verder worden verminderd.
Actieve controletechnologie: Gebruik fuzzy control, neurale netwerkbesturing en andere moderne besturingstechnologieën om actieve controlemaatregelen op de motor uit te voeren, zodat trillingen en geluid van de motor worden verminderd.
Akoestische bekledingstechnologie: Het akoestische materiaal lijnt het oppervlak van de motor uit en kan effectief geluidsgolven absorberen en reflecteren. Met dit materiaal zouden trillingen en geluid effectief worden verminderd.
Regelmatig onderhoud en inspectie: Permanente magneetmotoren worden regelmatig onderhouden en geïnspecteerd om problemen snel te vinden en aan te pakken. Dit houdt de motor in goede staat, wat kan bijdragen aan een vermindering van geluid en trillingen.
Beheersing van omgevingsfactoren die bijdragen aan motortrillingen en -geluid; bijvoorbeeld door de omgeving rond de apparatuur schoon te houden en sterke magnetische veldinterferentie te vermijden. Door deze omgevingsfactoren te beheersen, is het mogelijk om de impact op de werking van motoren te minimaliseren en hun trillingen en geluid te verminderen.
Toepassing van intelligente monitoringtechnologie: Implementeer intelligente monitoringtechnologie, zoals een trillingsmonitoringsysteem of een geluidsanalysesysteem, om de realtime trillingen en het geluid van de motor te monitoren en analyseren. Met dergelijke technologie kunnen potentiële trillings- en geluidsproblemen tijdig worden gedetecteerd om sterke ondersteuning te bieden voor preventief onderhoud.
De bovenstaande methoden mogen niet geïsoleerd worden gebruikt, maar moeten in synergie worden overwogen en gebruikt voor uitgebreid gebruik. In het echte leven zullen, vanwege de soorten motoren, werkomstandigheden en vereisten voor specifieke toepassingen, sommige van deze methoden flexibel moeten worden geselecteerd om het beste effect van het elimineren van trillingen en lawaai te bereiken.
Conclusie
Het is mogelijk om trillingen en geluid van de motor effectief te verminderen door uitgebreide toepassing, geoptimaliseerd elektromagnetisch ontwerp, mechanische balanskalibratie, geselecteerde hoogwaardige lagers, optimalisatie van het koelsysteem en andere maatregelen te integreren. Regelmatig onderhoud en inspectie moeten worden uitgevoerd en de omgevingsfactoren die de trillingen en het geluid van de motor beïnvloeden, moeten worden gecontroleerd om de motor in goede bedrijfsconditie te houden en de generatie van trillingen en geluid te verminderen. Bovendien kan het gebruikmaken van intelligente bewakingstechnologie om de trillingen en het geluid te bewaken en analyseren. Potentiële problemen tijdig detecteren en een vroege waarschuwing geven, om sterke ondersteuning te bieden voor preventief onderhoud. De specifieke onderdrukkingsmethoden van de permanente magneet direct-drive motor moeten worden geselecteerd op basis van bepaalde omstandigheden in de echte werking om de trillingen en het geluid te onderdrukken.
As China's toonaangevende leverancier van permanente magneetmotoren, Enneng's TYDP-serie Directe aandrijving en tandwielloos Motor vinden brede toepassing in industriële productie. Het rotorproces is betrouwbaar omdat een permanente magneet wordt gebruikt om een magnetisch veld te leveren. De grootte is flexibel en het ontwerpvermogen varieert van tientallen watts tot megawatts. Ondertussen is het met de toename of afname van permanente magneten in de rotor gemakkelijker om het aantal polen van de motor te veranderen, zodat het snelheidsbereik van PMSM relatief breder is.
