Як усунути шум двигуна постійного струму?

Двигун постійного струму підключається до джерела живлення через колекторну щітку.Коли струм протікає через котушку, магнітне поле створює силу, яка змушує двигун постійного струму обертатися, створюючи крутний момент.Швидкість щіткового двигуна постійного струму досягається зміною робочої напруги або напруженості магнітного поля.Щіткові двигуни створюють сильний шум (як акустичний, так і електричний).Якщо ці шуми не ізольовані або екрановані, електричні шуми можуть заважати ланцюгу двигуна, що призведе до нестабільної роботи двигуна.Електричні перешкоди, створювані двигунами постійного струму, можна розділити на дві категорії: електромагнітні перешкоди та електричні перешкоди.Електромагнітне випромінювання важко діагностувати, а коли проблему виявлено, її важко відрізнити від інших джерел шуму.Радіочастотні перешкоди або перешкоди електромагнітного випромінювання викликані електромагнітною індукцією або електромагнітним випромінюванням із зовнішніх джерел.Електричний шум може вплинути на ефективність ланцюгів.Цей шум може призвести до простого погіршення роботи машини.

Коли двигун працює, між щітками і комутатором іноді виникають іскри.Іскри є однією з причин електричного шуму, особливо коли двигун запускається, і в обмотках протікають відносно великі струми.Вищі струми зазвичай спричиняють більший шум.Подібний шум виникає, коли щітки залишаються нестабільними на поверхні колектора, а вхідна напруга на двигун набагато вище очікуваної.Інші фактори, включаючи ізоляцію, утворену на поверхнях комутатора, також можуть спричинити нестабільність струму.

Електромагнітні перешкоди можуть потрапити в електричні частини двигуна, спричиняючи несправність ланцюга двигуна та погіршення продуктивності.Рівень електромагнітних перешкод залежить від різних факторів, таких як тип двигуна (щітковий або безщітковий), форма сигналу приводу та навантаження.Як правило, щіткові двигуни створюють більше електромагнітних перешкод, ніж безщіточні двигуни. Незалежно від типу, конструкція двигуна значною мірою впливатиме на витік електромагнітного випромінювання. Малі щіткові двигуни іноді генерують значні радіочастотні поміхи, переважно простий LC-фільтр низьких частот і металевий корпус.

Іншим джерелом шуму джерела живлення є блок живлення.Оскільки внутрішній опір джерела живлення не дорівнює нулю, у кожному циклі обертання непостійний струм двигуна буде перетворюватися на пульсації напруги на клемах джерела живлення, і двигун постійного струму буде генерувати під час роботи на високій швидкості.шум.Щоб зменшити електромагнітні перешкоди, двигуни розташовують якомога далі від чутливих ланцюгів.Металевий корпус двигуна зазвичай забезпечує достатнє екранування для зменшення електромагнітних випромінювань у повітрі, але додатковий металевий корпус має забезпечувати краще зменшення електромагнітних перешкод.

Електромагнітні сигнали, що генеруються двигунами, також можуть поєднуватися в схеми, утворюючи так звані синфазні перешкоди, які не можна усунути екрануванням і які можна ефективно зменшити простим LC-фільтром низьких частот.Для подальшого зменшення електричного шуму необхідна фільтрація на джерелі живлення.Зазвичай це робиться шляхом додавання більшого конденсатора (наприклад, 1000 мкФ і більше) на клеми живлення, щоб зменшити ефективний опір джерела живлення, тим самим покращуючи перехідний відгук, і використовуючи схему згладжування фільтра (див. малюнок нижче), щоб завершити фільтр перевантаження по струму, перенапруги, LC.

Ємність і індуктивність зазвичай з’являються симетрично в ланцюзі, щоб забезпечити баланс ланцюга, утворити LC-фільтр низьких частот і придушити шум провідності, створюваний вугільною щіткою.Конденсатор в основному пригнічує пікову напругу, що виникає внаслідок випадкового відключення вугільної щітки, і конденсатор має хорошу функцію фільтрації.Установку конденсатора зазвичай підключають до проводу заземлення.Індуктивність головним чином запобігає раптовій зміні струму розриву між вугільною щіткою та мідним листом колектора, а заземлення може збільшити продуктивність конструкції та ефект фільтрації LC-фільтра.Дві котушки індуктивності та два конденсатори утворюють функцію симетричного LC-фільтра.Конденсатор в основному використовується для усунення пікової напруги, створюваної вугільною щіткою, а PTC використовується для усунення впливу надмірної температури та надмірного стрибка струму на ланцюг двигуна.


Час публікації: 25 травня 2022 р