防爆直流電機(jī)怎么消除噪音
防爆直流電機(jī)通過(guò)換向器電刷來(lái)連通電源,當(dāng)電流流過(guò)線圈時(shí),磁場(chǎng)產(chǎn)生力,而力使直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,有刷直流電機(jī)的速度通過(guò)改變工作電壓或磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)實(shí)現(xiàn),有刷電機(jī)往往會(huì)產(chǎn)生大量噪聲(聲音和電氣噪聲)。如果未隔離或屏蔽這些噪聲,電氣噪聲會(huì)干擾電機(jī)電路,從而導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定。直流電機(jī)產(chǎn)生的電噪聲可分為兩類:電磁干擾和電噪聲。電磁輻射很難診斷,一旦檢測(cè)到問(wèn)題,很難與其他噪聲源區(qū)分開(kāi),射頻干擾或電磁輻射干擾是由于電磁感應(yīng)或從外部源發(fā)出的電磁輻射,電噪聲可能會(huì)影響電路的有效性,這些噪音可導(dǎo)致機(jī)器的簡(jiǎn)單退化。
1、電機(jī)運(yùn)行時(shí),在電刷和換向器之間偶爾會(huì)產(chǎn)生火花,火花是產(chǎn)生電氣噪音的原因之一,特別是當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí),相對(duì)較高的電流會(huì)流入繞組,較高的電流通常會(huì)導(dǎo)致較高的噪聲。電刷在換向器表面上保持不穩(wěn)定,電機(jī)的輸入比預(yù)期的要高得多時(shí),也會(huì)發(fā)生類似的噪聲。其他因素包括在換向器表面上形成的絕緣,也會(huì)導(dǎo)致電流不穩(wěn)定。
電磁輻射干擾會(huì)耦合到電機(jī)的電路部分,導(dǎo)致電機(jī)電路故障和性能下降,電磁干擾的水平取決于各種因素,如電機(jī)的類型(有刷或無(wú)刷),驅(qū)動(dòng)波形和負(fù)載。通常,有刷電機(jī)會(huì)比無(wú)刷電機(jī)產(chǎn)生更多的電磁干擾,無(wú)論哪種類型,電機(jī)的設(shè)計(jì)都會(huì)極大地影響電磁泄漏,小型有刷電機(jī)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的射頻干擾,大多采用簡(jiǎn)單的LC低通濾波器和金屬外殼。
2、電源的另一個(gè)噪聲源是電源,由于電源的內(nèi)部電阻不為零,在每個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi),不恒定的電機(jī)電流會(huì)轉(zhuǎn)化為電源端子上的電壓紋波,直流電機(jī)會(huì)在高轉(zhuǎn)速運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生噪音。為了減少電磁干擾,電機(jī)盡可能放置在遠(yuǎn)離敏感電路的地方。電機(jī)的金屬外殼通常可提供足夠的屏蔽能力,以減少空中電磁干擾,但是額外的金屬外殼應(yīng)提供更好的降低電磁能力。
電機(jī)產(chǎn)生的電磁信號(hào)也可以耦合到電路中,形成所謂的共模干擾,此類干擾無(wú)法通過(guò)屏蔽消除,可以通過(guò)簡(jiǎn)單的LC低通濾波器有效地降低。為了進(jìn)一步降低電噪聲,需要在電源處濾波。通常在電源端子兩端增加一個(gè)較大的電容器(例如1000uF及以上)來(lái)完成的,以降低電源的有效電阻,從而改善瞬態(tài)響應(yīng),采用濾波-平波電路圖(見(jiàn)下圖)來(lái)完成過(guò)流,過(guò)壓,LC濾波。
電容和電感一般會(huì)對(duì)稱出現(xiàn)電路中,以保證電路的平衡,構(gòu)成LC低通濾波器,抑制碳刷產(chǎn)生的傳導(dǎo)噪聲。電容主要抑制由碳刷隨機(jī)斷開(kāi)產(chǎn)生的尖峰電壓,同時(shí)電容有較好的濾波功能,電容的安裝一般與地線相連。電感主要防止碳刷與換向器銅片間隙電流的突然變化,接地可以增加LC濾波器的設(shè)計(jì)性能和濾波效果。兩個(gè)電感和兩個(gè)電容構(gòu)成了對(duì)稱的LC濾波功能,電容主要來(lái)消除碳刷產(chǎn)生的尖峰電壓,PTC用來(lái)消除溫度過(guò)高和電流浪涌過(guò)大對(duì)電機(jī)電路的的沖擊。
總的來(lái)說(shuō),為了降低電磁干擾水平,應(yīng)將電機(jī)放置在盡可能遠(yuǎn)離敏感電路的地方以減少干擾,還應(yīng)提供額外的金屬外殼。為了在共模干擾的情況下抑制電磁干擾,內(nèi)置簡(jiǎn)單的LC低通濾波器。通過(guò)將電機(jī)與簡(jiǎn)單的速度控制器連接在一起,也可以消除其他電氣噪聲,高階LC濾波器可以進(jìn)一步提高噪聲過(guò)濾性能。