Si ha tenido problemas con el ruido magnético en sus motores eléctricos, no se preocupe: no está solo.
Este tipo de ruido puede deberse a diversos factores y no siempre es fácil determinar la causa raíz.
En esta publicación de blog, analizaremos las causas del ruido magnético en los motores eléctricos y brindaremos algunas soluciones que puede probar. ¡Empecemos!
All noise originates from mechanical forces that propagate pressure waves through air, liquid or solid materials, and the frequency of noise in the human hearing range is usually between 20 Hz and 20 kHz. Magnetic noise in motors, also called "electromagnetic" or "electrical" noise, is caused by mechanical forces (e.g. pressure) generated by the attractive and repulsive forces of magnetized parts in their alternating magnetic fields. In most cases, this type of noise can be eliminated or reduced by proper design and manufacturing of electric motors.
Sin embargo, en algunos casos, la fuente del ruido no se puede eliminar sin rediseñar el motor y, en estos casos, es necesario tomar medidas para suprimir o aislar el ruido. Las siguientes son algunas causas comunes del ruido magnético en los motores eléctricos y algunas posibles soluciones:
Desequilibrio o desalineación del rotor y/o estator.
Solución: este tipo de ruido a menudo se puede eliminar mediante el equilibrio y la alineación adecuados del rotor y el estator.
Devanado desequilibrado o mal aislamiento.
Solución: este tipo de ruido a menudo se puede eliminar mediante el aislamiento y el equilibrio adecuados de los devanados.
Campos magnéticos perdidos de otros equipos o corrientes en el cableado.
Solución: este tipo de ruido a menudo se puede eliminar mediante un blindaje y filtrado adecuados de los campos magnéticos dispersos.
Cojinetes defectuosos o ejes mal asentados.
Solución: este tipo de ruido a menudo se puede eliminar mediante la lubricación y el mantenimiento adecuados de los rodamientos.
Además de estas causas comunes, existen otros factores que pueden contribuir al ruido magnético en los motores eléctricos.
Por ejemplo, las altas temperaturas pueden hacer que el aislamiento de los devanados se rompa, lo que genera ruido.
Las condiciones ambientales como la humedad y el polvo también pueden causar ruido eléctrico.
El ruido magnético en los motores puede ser causado por una variedad de factores, incluyendo desequilibrio o desalineación del rotor y/o estator, devanado desequilibrado o aislamiento deficiente, campos magnéticos perdidos de otros equipos o corrientes en el cableado, cojinetes defectuosos o ejes mal asentados, y altas temperaturas.
Las condiciones ambientales como la humedad y el polvo también pueden causar ruido eléctrico.
El campo magnético alterno provoca vibraciones y ruido al doble de la frecuencia lineal (por ejemplo, zumbido) solo cuando el motor está energizado, y si el ruido cesa inmediatamente después de desconectar la energía, la fuente es ruido magnético.
El ruido magnético suele ser la segunda fuente más importante de ruido para los motores de dos y cuatro polos (la resistencia al viento es la primera).
tal vez la principal fuente de ruido para motores de seis o más polos.
Esto se debe principalmente al hecho de que la profundidad de las piezas de acero al silicio residual del estator en los núcleos de baja velocidad es menor que la profundidad del estator en los núcleos de alta velocidad con menos polos (ver Figura 1) y las piezas de acero al silicio residual en los núcleos de 2 y 2 polos. Núcleos de estator de 6 polos, lo que los hace más susceptibles a la deformación y produce vibraciones de mayor amplitud debido a fuerzas más pequeñas. Los motores de baja velocidad con seis o más polos son propensos a niveles de ruido más altos debido a los espacios de aire más pequeños y al efecto excéntrico de los cojinetes y los ajustes de la carcasa muy deficientes.
Si el ruido magnético es su fuente principal, el ruido general del motor aumenta cuando se aplica una carga.
Por lo general, la diferencia en el nivel de ruido total sin carga y con carga completa es pequeña para motores de dos y cuatro polos, pero puede ser significativa para motores con seis o más polos.
Los diseñadores de motores manejan el ruido magnético haciendo que el entrehierro sea lo más grande posible (manteniendo un factor de potencia aceptable), pueden reducir las fuerzas magnéticas causadas por las variaciones del entrehierro y pueden reducir la densidad de flujo del entrehierro usando núcleos más largos, lo que generalmente mejora Factor de potencia.
Otra consideración es que las ranuras cerradas no conducen a un aumento del ruido magnético, lo que explica por qué los diseñadores prefieren rotores de ranura cerrada, y también prefieren ranuras semicerradas con aberturas mínimas para estatores de devanado aleatorio, aunque las aberturas de ranura más anchas hacen que los devanados sean más fáciles de manipular. insertar.
Una forma relacionada de ruido magnético es el ruido de chapoteo, un componente de latidos de volumen relativamente bajo, baja frecuencia y alta frecuencia que puede ser objetable porque es intermitente.
En función del chapoteo, que es más pronunciado bajo carga, la frecuencia varía directamente con el chapoteo.
Las causas pueden incluir barras de rotor abiertas o anillos extremos, pero el ruido de deslizamiento generalmente se asocia con un defecto de uniformidad en el rotor, y el remedio es un rotor nuevo.
Hay varias soluciones que puede probar si experimenta ruido magnético en sus motores eléctricos:
-Si el ruido se detiene inmediatamente después de desconectar la energía, lo más probable es que la fuente sea ruido magnético. Puede intentar reducir la fuerza magnética haciendo que el espacio de aire sea lo más grande posible (manteniendo un factor de potencia aceptable).
También puede reducir la densidad de flujo del entrehierro mediante el uso de núcleos más largos, lo que generalmente mejora el factor de potencia.
-Si el ruido es su fuente principal, el ruido general del motor aumenta cuando se aplica una carga.
Puede tratar de gestionar el ruido magnético haciendo que el espacio de aire sea lo más grande posible (manteniendo un factor de potencia aceptable), reduciendo las fuerzas magnéticas.
-Otra consideración es que las ranuras cerradas no aumentan el ruido magnético. Puede intentar usar rotores de ranura cerrada, y también puede preferir ranuras semicerradas con aberturas mínimas para estatores de bobinado aleatorio.
-Una forma relacionada de ruido magnético es el ruido de chapoteo. En función del chapoteo, que es más pronunciado bajo carga, la frecuencia varía directamente con el chapoteo. Las causas pueden incluir barras de rotor abiertas o anillos extremos, pero el ruido de deslizamiento generalmente se asocia con un defecto de uniformidad en el rotor, y el remedio es un rotor nuevo.
Si aún tiene problemas con el ruido magnético en sus motores eléctricos después de probar estas soluciones, es posible que deba contratar a un profesional.
Comuníquese con su taller de automóviles local para obtener ayuda.
La inclinación de las ranuras del rotor puede reducir el ruido magnético
pero no hay acuerdo sobre el número óptimo de ranuras para inclinar, o incluso un método preciso para calcular su efecto sobre el ruido generado. Una recomendación común es inclinar el rotor con al menos una ranura de rotor o estator (la que tenga menos ranuras); cualquier desviación menor no reducirá significativamente el ruido magnético, y las desviaciones mayores generalmente reducirán el rendimiento del motor.
El ruido magnético también se puede reducir utilizando un motor con menos polos. Cuanto mayor es el número de polos, más rápidamente se alterna el campo magnético y mayor es el ruido generado. Si un motor tiene que funcionar a alta velocidad para cumplir con sus requisitos de rendimiento, la reducción del número de polos generalmente lo silenciará sin afectar significativamente su rendimiento.
Finalmente, agregar aislamiento a la carcasa del motor puede ayudar a reducir el ruido magnético. Cuanto más grueso sea el aislamiento, mejor funcionará, pero hay un límite en la cantidad de ruido que se puede eliminar de esta manera. En algunos casos, puede ser necesario agregar blindaje adicional alrededor del motor para eliminar por completo el ruido magnético.
Aquí hay algunos consejos sobre cómo reducir el ruido magnético en los motores eléctricos:
-Inclinar las ranuras del rotor
-Usar un motor con menos polos
-Añadir aislamiento a la carcasa del motor.
-Agregue blindaje alrededor del motor.
Los espacios de aire desiguales pueden causar una atracción magnética desequilibrada y fuerzas magnéticas más fuertes en la dirección del espacio de aire más pequeño, lo que puede distorsionar el estator, el rotor y el marco mientras crea ruido electromagnético, y hacer funcionar el motor a voltaje reducido es una herramienta de diagnóstico fácil.
La fuga de lux es otra causa común de ruido magnético. Las fugas se pueden reducir utilizando un material magnético de mejor calidad, aumentando el número de vueltas en la bobina o utilizando un núcleo de ferrita.
Los núcleos de ferrita están diseñados específicamente para reducir las fugas de flujo y generalmente están hechos de un compuesto cerámico.
Son relativamente baratos y fáciles de instalar, las fugas de solux se pueden reducir utilizando un material magnético de mejor calidad, aumentando el número de vueltas en la bobina o utilizando un núcleo de ferrita.
Los núcleos de ferrita están diseñados específicamente para reducir las fugas de flujo y generalmente están hechos de un compuesto cerámico.
Por ejemplo, si el motor hace ruido a pleno voltaje pero suena bien a la mitad del voltaje nominal, busque espacios de aire y problemas como carcasas mal maquinadas o rotores fuera del núcleo.
Las causas del entrehierro desigual incluyen: Rotor fuera del núcleo Estator fuera del núcleo Mecanizado del muñón del eje doblado y cuerpo del rotor no centrado Caja de cojinetes (o cojinete de manguito) no centrado Soporte del extremo y ajuste del estator no centrado Carcasa deformada.
En comparación con los motores bipolares, las diferencias de fabricación tienen un mayor impacto en el ruido magnético de los motores de baja velocidad, esto se debe a que el entrehierro de los motores tetrapolares o multipolares es mucho menor que el de los motores bipolares, lo que los hace mucho menor margen de error. en consecuencia, la calidad de fabricación de los motores tetrapolares o multipolares es más crítica.
El ruido magnético también puede ser causado por rutas de fuga de flujo perdido en el devanado, lo que se puede minimizar usando un mejor aislamiento y espacios libres más estrechos en el devanado.
Conclusión.
Identificar la fuente del ruido en un motor suele ser más difícil que corregirlo, y un enfoque metódico de la investigación puede reducir las posibilidades y facilitar la resolución de problemas.
Si el ruido es causado por algún factor en el diseño del motor, como un defecto de fabricación o una anomalía, la solución es encontrar la causa de la mayor generación de ruido magnético en el motor y seleccionar el método adecuado para reducirlos o eliminarlos.
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