Se você está enfrentando problemas com ruído magnético em seus motores elétricos, não se preocupe – você não está sozinho.
Esse tipo de ruído pode ser causado por diversos fatores e nem sempre é fácil determinar a causa raiz.
Nesta postagem do blog, discutiremos as causas do ruído magnético em motores elétricos e forneceremos algumas soluções que você pode tentar. Vamos começar!
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.
No entanto, em alguns casos, a fonte do ruído não pode ser eliminada sem reprojetar o motor e, nesses casos, é necessário tomar medidas para suprimir ou isolar o ruído. A seguir estão algumas causas comuns de ruído magnético em motores elétricos e algumas soluções possíveis:
Desequilíbrio ou desalinhamento do rotor e/ou estator.
Solução: Esse tipo de ruído geralmente pode ser eliminado pelo balanceamento e alinhamento adequados do rotor e do estator.
Desequilíbrio do enrolamento ou isolamento deficiente.
Solução: Muitas vezes, esse tipo de ruído pode ser eliminado por meio de isolamento e balanceamento adequados dos enrolamentos.
Campos magnéticos parasitas de outros equipamentos ou correntes na fiação.
Solução: Esse tipo de ruído geralmente pode ser eliminado por blindagem e filtragem adequadas de campos magnéticos parasitas.
Rolamentos defeituosos ou eixos mal assentados.
Solução: Muitas vezes, esse tipo de ruído pode ser eliminado com a lubrificação e manutenção adequadas dos rolamentos.
Além dessas causas comuns, existem outros fatores que podem contribuir para o ruído magnético em motores elétricos.
Por exemplo, altas temperaturas podem causar a quebra do isolamento dos enrolamentos, resultando em ruído.
As condições ambientais, como umidade e poeira, também podem causar ruído elétrico.
Ruído magnético em motores pode ser causado por uma variedade de fatores, incluindo desbalanceamento ou desalinhamento do rotor e/ou estator, desbalanceamento do enrolamento ou isolamento deficiente, campos magnéticos parasitas de outros equipamentos ou correntes na fiação, mancais defeituosos ou eixos assentados incorretamente, e altas temperaturas.
As condições ambientais, como umidade e poeira, também podem causar ruído elétrico.
O campo magnético alternado excita vibrações e ruídos com o dobro da frequência linear (por exemplo, zumbido) somente quando o motor é energizado, e se o ruído parar imediatamente após a energia ser removida, a fonte é o ruído magnético.
O ruído magnético é geralmente a segunda maior fonte de ruído para motores de dois e quatro polos (a resistência do vento é a primeira).
talvez a principal fonte de ruído para motores de seis ou mais pólos.
Isso se deve principalmente ao fato de que a profundidade das peças de aço silício residual do estator em núcleos de baixa velocidade é menor do que a profundidade do estator em núcleos de alta velocidade com menos pólos (ver Figura 1) e peças de aço silício residual em núcleos de 2 pólos e Núcleos do estator de 6 polos, o que os torna mais suscetíveis à deformação e produz vibração de maior amplitude devido a forças menores. Motores de baixa velocidade com seis ou mais pólos são propensos a níveis de ruído mais altos devido a folgas de ar menores e ao efeito excêntrico de rolamentos e encaixes de carcaça super ruins.
Se o ruído magnético for sua fonte primária, o ruído geral do motor aumenta quando uma carga é aplicada.
Normalmente, a diferença no nível de ruído total sem carga e com carga total é pequena para motores de dois e quatro polos, mas pode ser significativa para motores com seis ou mais polos.
Os projetistas de motores gerenciam o ruído magnético tornando o entreferro o maior possível (mantendo um fator de potência aceitável), eles podem reduzir as forças magnéticas causadas pelas variações do entreferro e podem reduzir a densidade de fluxo do entreferro usando núcleos mais longos, o que geralmente melhora fator de potência.
Outra consideração é que as ranhuras fechadas não levam ao aumento do ruído magnético, o que explica por que os projetistas preferem rotores de ranhura fechada e também preferem ranhuras semifechadas com aberturas mínimas para estatores de enrolamento aleatório, embora aberturas de ranhura mais amplas tornem os enrolamentos mais fáceis de entender. inserir.
Uma forma relacionada de ruído magnético é o ruído sloshing, um componente de batimento de volume relativamente baixo, baixa frequência e alta frequência que pode ser questionável porque é intermitente.
Em função do sloshing, que é mais pronunciado sob carga, a frequência varia diretamente com o sloshing.
As causas podem incluir barras de rotor abertas ou anéis de extremidade, mas o ruído de deslizamento geralmente está associado a um defeito de uniformidade no rotor, e a solução é um novo rotor.
Existem várias soluções que você pode tentar se estiver enfrentando ruído magnético em seus motores elétricos:
-Se o ruído parar imediatamente após a energia ser removida, a fonte provavelmente é um ruído magnético. Você pode tentar reduzir a força magnética tornando o entreferro o maior possível (enquanto mantém um fator de potência aceitável).
Você também pode reduzir a densidade de fluxo do entreferro usando núcleos mais longos, o que geralmente melhora o fator de potência.
-Se o ruído é sua fonte primária, o ruído geral do motor aumenta quando uma carga é aplicada.
Você pode tentar controlar o ruído magnético tornando o entreferro o maior possível (enquanto mantém um fator de potência aceitável), reduzindo as forças magnéticas.
-Outra consideração é que os slots fechados não levam ao aumento do ruído magnético. Você pode tentar usar rotores de slot fechado e também pode preferir slots semifechados com aberturas mínimas para estatores de enrolamento aleatório.
-Uma forma relacionada de ruído magnético é o ruído sloshing. Em função do sloshing, que é mais pronunciado sob carga, a frequência varia diretamente com o sloshing. As causas podem incluir barras de rotor abertas ou anéis de extremidade, mas o ruído de deslizamento geralmente está associado a um defeito de uniformidade no rotor, e a solução é um novo rotor.
Se ainda estiver tendo problemas com ruído magnético em seus motores elétricos depois de tentar essas soluções, talvez seja necessário contratar um profissional.
Entre em contato com a oficina mecânica local para obter assistência.
A inclinação das ranhuras do rotor pode reduzir o ruído magnético
mas não há acordo sobre o número ideal de slots para inclinar, ou mesmo um método preciso de calcular seu efeito no ruído gerado. Uma recomendação comum é inclinar o rotor com pelo menos uma ranhura do rotor ou do estator (o que tiver menos ranhuras); qualquer desvio menor não reduzirá significativamente o ruído magnético, e desvios maiores geralmente reduzirão o desempenho do motor.
O ruído magnético também pode ser reduzido usando um motor com menos pólos. Quanto maior o número de pólos, mais rapidamente o campo magnético alterna e maior o ruído gerado. Se um motor tiver que ser operado em alta velocidade para atender aos seus requisitos de desempenho, a redução do número de pólos geralmente o acalmará sem afetar significativamente sua saída.
Por fim, adicionar isolamento à carcaça do motor pode ajudar a reduzir o ruído magnético. Quanto mais espesso for o isolamento, melhor funcionará, mas há um limite para quanto ruído pode ser eliminado dessa maneira. Em alguns casos, pode ser necessário adicionar blindagem adicional ao redor do motor para eliminar completamente o ruído magnético.
Aqui estão algumas dicas sobre como reduzir o ruído magnético em motores elétricos:
-Incline as ranhuras do rotor
-Use um motor com menos pólos
-Adicione isolamento à carcaça do motor
-Adicionar blindagem ao redor do motor.
Entreferros irregulares podem causar tração magnética desequilibrada e forças magnéticas mais fortes na direção do menor entreferro, o que pode distorcer o estator, o rotor e a estrutura enquanto cria ruído eletromagnético, e operar o motor em tensão reduzida é uma ferramenta de diagnóstico fácil.
O vazamento de lux é outra causa comum de ruído magnético. O vazamento pode ser reduzido usando um material magnético de melhor qualidade, aumentando o número de voltas na bobina ou usando um núcleo de ferrite.
Os núcleos de ferrite são projetados especificamente para reduzir o vazamento de fluxo e geralmente são feitos de um composto cerâmico.
Eles são relativamente baratos e fáceis de instalar, o vazamento de solux pode ser reduzido usando um material magnético de melhor qualidade, aumentando o número de voltas na bobina ou usando um núcleo de ferrite.
Os núcleos de ferrite são projetados especificamente para reduzir o vazamento de fluxo e geralmente são feitos de um composto cerâmico.
Por exemplo, se o motor faz barulho em plena tensão, mas soa bem com metade da tensão nominal, procure por folgas de ar e problemas como carcaças usinadas incorretamente ou rotores fora do núcleo.
Causas de entreferro desigual incluem: rotor fora do núcleo estator fora do núcleo usinagem do eixo do eixo e corpo do rotor caixa do mancal não centralizada (ou mancal deslizante) suporte da extremidade não centralizado e ajuste do estator carcaça deformada não centralizada.
Em comparação com os motores bipolares, as diferenças de fabricação têm um impacto maior no ruído magnético dos motores de baixa velocidade, porque o entreferro dos motores quadripolares ou multipolares é muito menor do que os motores bipolares, o que os torna margem de erro muito menor. consequentemente, a qualidade de fabricação de motores de quatro polos ou multipolares é mais crítica.
O ruído magnético também pode ser causado por caminhos de fuga de fluxo dispersos no enrolamento, que podem ser minimizados usando melhor isolamento e folgas de enrolamento mais apertadas.
Conclusão.
Identificar a fonte de ruído em um motor costuma ser mais desafiador do que corrigi-lo, e uma abordagem metódica de investigação pode reduzir as possibilidades e facilitar a solução de problemas.
Se o ruído for causado por algum fator no projeto do motor, como defeito ou anomalia de fabricação, a solução é encontrar a causa da maior geração de ruído magnético no motor e selecionar o método adequado para reduzi-los ou eliminá-los.
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