มอเตอร์เกียร์ DC แบบไร้แปรงถ่านช่วยลดเสียงรบกวนในการใช้งานทางอุตสาหกรรมได้อย่างไร?

รถนำทางอัตโนมัติ (AGV) หนัก 650 กก. เคลื่อนที่ผ่านโถงบรรจุอาหารที่ความเร็ว 1.2 ม./วินาที ปล่อยเสียงรบกวนจากการขับเคลื่อน 73 dBA ด้วยมอเตอร์เกียร์ DC แบบแปรงถ่านแบบเดิม หลังจากที่รถคันเดิมได้รับการติดตั้งใหม่ด้วยไฟ 48 V มอเตอร์เกียร์ DC แบบไร้แปรงถ่าน และระยะดาวเคราะห์ที่มีความแม่นยำ ระดับที่วัดได้ลดลงเหลือ 61 dBA ที่ความเร็วและระยะทางเท่ากัน ความแตกต่าง 12 เดซิเบลนั้นไม่ใช่ตัวเลขทางการตลาด มันมาจากการถอดหน้าสัมผัสของแปรงสับเปลี่ยน, การกระชับความแม่นยำของตาข่ายเกียร์ และทำให้เส้นทางการสั่นสะเทือนเข้าสู่เฟรมเครื่องจักรสั้นลง

บทความนี้จะอธิบายว่ามอเตอร์เกียร์ DC แบบไร้แปรงถ่านช่วยลดเสียงรบกวนในการใช้งานทางอุตสาหกรรมได้อย่างไร สามารถลดได้จริงแค่ไหน และการตัดสินใจของส่วนประกอบใดจะตัดสินตัวเลขสุดท้าย โดยสรุป: มอเตอร์จะกำจัดแหล่งกำเนิดความถี่สูงหลักออก และกระปุกเกียร์จะกำหนดว่าการสั่นสะเทือนที่เหลือจะได้ยินมากน้อยเพียงใด ปฏิสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองเป็นสาเหตุว่าทำไมการเปลี่ยนมอเตอร์เพียงอย่างเดียวจึงไม่ค่อยให้ประโยชน์เท่าที่จะเป็นไปได้

การขจัดแรงเสียดทานของแปรงจะขจัดแหล่งกำเนิดเสียงรบกวนความถี่สูงสุด

เปลี่ยนมอเตอร์กระแสตรงจากแบบมีแปรงเป็นแบบไม่มีแปรงถ่าน และแหล่งกำเนิดเสียงรบกวนที่ดังที่สุดจะหายไปก่อนที่จะมีการเปลี่ยนแปลงใดๆ

ในมอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปรงถ่าน แปรงคาร์บอนจะเลื่อนไปตามส่วนสับเปลี่ยน ในทุกช่วงการเปลี่ยนผ่าน กระแสไฟฟ้าจะถูกขัดจังหวะและรีสตาร์ท ทำให้เกิดไมโครอาร์คและเสียงรบกวนจากการสัมผัสทางกล ผลลัพธ์ที่ได้คือสัญญาณรบกวนบรอดแบนด์ที่แรงที่สุดระหว่าง 3 kHz ถึง 8 kHz ซึ่งเป็นย่านความถี่ที่การได้ยินของมนุษย์มีความไวมากที่สุด นั่นคือสาเหตุที่ทำให้มอเตอร์แบบมีแปรงถ่านส่งเสียงกระหึ่ม แม้ว่าการอ่านค่าเดซิเบลโดยรวมจะอยู่ในระดับปานกลางก็ตาม มอเตอร์เกียร์ DC แบบไร้แปรงถ่านจะเข้ามาแทนที่ตัวสับเปลี่ยนเชิงกลด้วยการเปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์ที่กระตุ้นด้วยเซ็นเซอร์ฮอลล์ ไม่มีแปรงให้เลื่อน ไม่มีส่วนโค้งให้ส่งเสียงฟ่อ และไม่มีการขาดการติดต่อเป็นระยะๆ

การวัดระดับเสียงที่ไม่ได้โหลดโดยทั่วไปที่ 3000 รอบ/นาที ทำให้มอเตอร์เกียร์ DC แบบมีแปรงถ่าน 60 W ในช่วง 62-68 เดซิเบลเอ ในขณะที่ยูนิตไร้แปรงถ่านที่เทียบเท่ากับกระปุกเกียร์และการติดตั้งเดียวกันจะอยู่ที่ประมาณ 55-60 เดซิเบลเอ การลดลงจะมุ่งไปที่ย่านความถี่สูง ทำให้การรับรู้การเปลี่ยนแปลงมีขนาดใหญ่กว่าตัวเลขดิบที่แนะนำ สถาปัตยกรรมไร้แปรงถ่านแบบเดียวกับที่ลดขนาดลง เสียงรบกวนในเครื่องใช้ในครัวเรือน ปรับขนาดได้โดยตรงกับเฟรมอุตสาหกรรม

Gear Precision จะตั้งค่าระดับเสียงรบกวนหลังจากที่เสียงแปรงถูกลบออก

เมื่อเสียงแปรงหายไป กล่องเกียร์จะกลายเป็นพื้นเสียงรบกวน และความแม่นยำของเกียร์จะตัดสินว่าพื้นนั้นอยู่ต่ำแค่ไหน

เสียงหอนของเฟืองเกิดจากการส่งผ่านผิดพลาด ซึ่งหมายถึงความแตกต่างระหว่างการเคลื่อนที่แบบตาข่ายในอุดมคติของคู่เกียร์กับการเคลื่อนไหวจริงที่ส่งผ่านภายใต้ภาระ ซึ่งเกิดจากการเบี่ยงเบนของโปรไฟล์ฟัน ข้อผิดพลาดของระยะพิทช์ และการโก่งตัวแบบยืดหยุ่น ในมอเตอร์เกียร์แบบมีแปรง เสียงโทนเสียงที่ต่ำกว่า 2 kHz นี้มักจะถูกปิดบังโดยเสียงแปรง หลังจากเปลี่ยนไปใช้มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน การมาสก์จะหายไป และความถี่ของเฟืองเมชกลายเป็นลายเซ็นเสียงที่โดดเด่น โดยทั่วไปคือ 500 Hz ถึง 2 kHz ซึ่งมีลักษณะคล้ายโทนเสียง และมีความสัมพันธ์อย่างมากกับความเร็วและจำนวนฟัน

ลำดับที่ถูกต้องคือการถอดแปรงมอเตอร์ออกก่อน แล้วจึงลดข้อผิดพลาดในการส่งผ่าน เฟืองเฮลิคอลสร้างแรงกระตุ้นสูงสุดต่ำกว่าเฟืองเดือย เนื่องจากการถ่ายโอนโหลดเป็นแบบค่อยเป็นค่อยไป กล่องเกียร์ดาวเคราะห์ที่มีความแม่นยำพร้อมขอบฟันที่แข็งและกราวด์จะช่วยลดข้อผิดพลาดในการส่งผ่านมากกว่าเกียร์แบบมีเฟือง ควรควบคุมระยะฟันเฟืองด้วยพรีโหลดเบา: การฟันเฟืองเป็นศูนย์จะขจัดแรงกระแทก ในขณะที่พรีโหลดมากเกินไปจะเพิ่มเสียงรบกวนจากการเสียดสีและความร้อน ผู้ผลิตที่รวมมอเตอร์และกระปุกเกียร์ไว้ในตัวเรือนเดียว เช่น ไลน์มอเตอร์เกียร์ DC แบบไร้แปรงถ่านที่นำเสนอในที่นี้ จะช่วยลดความผันแปรของการประกอบที่แหล่งกำเนิด

มอเตอร์เกียร์ DC แบบไร้แปรงถ่านประสิทธิภาพสูงพร้อม Planetary Stage กลุ่มผลิตภัณฑ์นี้ครอบคลุมถึงมอเตอร์เกียร์ไร้แปรงถ่านขนาด 24V ถึง 230V ที่ออกแบบมาเพื่อการทำงานที่เงียบ บริบทเน้นไปที่การลดเสียงรบกวน 12 dB เมื่อจับคู่กับกระปุกเกียร์ดาวเคราะห์ที่มีความแม่นยำ ทำให้หน้านี้จำเป็นสำหรับการเลือกชุดค่าผสมที่เหมาะสม ดูผลิตภัณฑ์ →

การติดตั้งและการสั่นพ้องตัดสินใจว่ามอเตอร์ที่เงียบจะคงเสียงเงียบภายใต้โหลดหรือไม่

มอเตอร์เสียงรบกวนต่ำจะเงียบพอๆ กับโครงสร้างที่ยึดไว้เท่านั้น

แม้แต่มอเตอร์ไร้แปรงถ่านที่สับเปลี่ยนอย่างดีก็ยังสร้างแรงบิดกระเพื่อมขนาดเล็กและฮาร์โมนิคแบบฟันเฟือง เมื่อขายึดมีความถี่ธรรมชาติใกล้กับฮาร์โมนิคเหล่านั้น เฟรมจะขยายเป็นสัญญาณรบกวนแบบแผ่รังสี ตัวแปรการติดตั้งสามตัวแปรมีความสำคัญมากที่สุด: ความแข็งของหน้ายึด การจัดตำแหน่งระหว่างมอเตอร์และเพลาขับเคลื่อน และความแข็งของข้อต่อ ตัวยึดหน้าแปลนที่แข็งแกร่งพร้อมระบบบันทึกด้วยเครื่องจักรที่มีความแม่นยำช่วยลดการส่งผ่านการสั่นสะเทือนได้ 6-10 dB เมื่อเทียบกับตัวยึดแบบตีนผีตามมาตรฐานภายใต้ความตึงของสายพาน การวางแนวเพลาที่เยื้องศูนย์ 0.1 มม. อาจทำให้เสียงรบกวนของตาข่ายเกียร์เพิ่มขึ้น 3-5 เดซิเบล

ในไดรฟ์ AGV และลอจิสติกส์ ฟอร์มแฟคเตอร์แบบผสานรวมจะช่วยได้ มอเตอร์เกียร์ไร้แปรงถ่าน 24 V ที่มีแท่นดาวเคราะห์บนหน้าแปลนเกรดเซอร์โวช่วยให้เส้นทางการสั่นสะเทือนสั้นและดันพีคของเรโซแนนซ์ไปยังความถี่ที่สูงขึ้น การกำหนดค่านี้เป็นตัวเลือกทั่วไปสำหรับไดรฟ์เดินและยกของ AGV เนื่องจากมีการรวมเสียงรบกวนต่ำเข้ากับระยะโอเวอร์โหลดที่สูง โดยทั่วไปแล้วจะมีแรงบิดต่อเนื่อง 1-3 Nm ที่อินพุต 24 V และระยะดาวเคราะห์จะดูดซับแรงกระแทกแทนที่จะส่งไปยังเฟรม

มอเตอร์เกียร์ไร้แปรงถ่าน 24V สำหรับการใช้งาน AGV และระบบอัตโนมัติ มอเตอร์ 24V ขนาดกะทัดรัดนี้ให้กำลัง 25-400W ที่ 3000 รอบต่อนาที ด้วยแรงบิดพิกัด 0.08 นิวตันเมตร การออกแบบแบบไร้แปรงถ่านและสเตจดาวเคราะห์ช่วยลดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน เหมาะสำหรับระบบขับเคลื่อนแบบเดิน AGV ที่ต้องการเสียงต่ำและมีภาระเกินพิกัดสูง ดูผลิตภัณฑ์ →

การลดเสียงรบกวนที่วัดได้: วิธีเปรียบเทียบการกำหนดค่าไดรฟ์

การลดลงในโลกแห่งความเป็นจริงที่เล็กที่สุดมาจากการเปลี่ยนมอเตอร์เพียงอย่างเดียว ที่ใหญ่ที่สุดมาจากการอัพเกรดสเตจมอเตอร์และเกียร์ร่วมกัน

แผนภูมิด้านล่างแสดงระดับความดันเสียง A-weighted ที่เป็นตัวแทน ซึ่งวัดที่ 1 ม. จากโครงมอเตอร์ ที่ 3000 รอบ/นาที ที่เพลามอเตอร์ โดยไม่มีโหลดภายนอก ค่าเหล่านี้แสดงถึงการแพร่กระจายที่เห็นได้ตามปกติในรายงานการทดสอบมอเตอร์ ตัวเลขสุดท้ายจะเปลี่ยนไป 2-4 dBA ขึ้นอยู่กับการติดตั้งและน้ำหนักบรรทุก

วิธีระบุมอเตอร์เกียร์ DC แบบไร้แปรงถ่านเสียงรบกวนต่ำสำหรับการใช้งานของคุณ

กำหนดเป้าหมายเสียงรบกวนใน dBA ที่ 1 ม. จากนั้นย้อนกลับจากตัวเลขนั้นไปยังการออกแบบทางไฟฟ้าของมอเตอร์ ประเภทเกียร์ และรูปทรงในการติดตั้ง

1. แก้ไขความเร็วและแรงบิดในการทำงาน รวมถึงพีคที่ไม่ต่อเนื่อง โดยทั่วไปแล้ว สัญญาณรบกวนจะแย่ที่สุดที่จุดเรโซแนนซ์ ไม่ใช่ที่ความเร็วสูงสุด
2. เลือกมอเตอร์ไร้แปรงถ่านที่มีการสับเปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ตรงกัน ขอให้ผู้ผลิตวัดค่า dBA ที่ระยะ 1 ม. ที่จุดปฏิบัติงานของคุณ ไม่ใช่เฉพาะเมื่อไม่มีโหลดเท่านั้น
3. เลือกระยะเกียร์ จำเป็นต้องมีดาวเคราะห์ที่มีความแม่นยำหรือขดลวดดาวเคราะห์สำหรับเสียงโทนเสียงที่ต่ำกว่า 60 dBA; เดือยเกียร์สามารถทำงานได้เฉพาะเมื่อเป้าหมายสูงกว่า 62 dBA
4. ตรวจสอบซองสำหรับติดตั้ง ต้องการการติดตั้งแบบหน้าแปลนที่มีรีจิสเตอร์แบบกลึงมากกว่าตัวยึดโลหะแผ่นบาง
5. สร้างต้นแบบและวัดด้วยเครื่องจริง เนื่องจากเฟรมมักจะเพิ่มเดซิเบลสองสามเดซิเบลเสมอเมื่อเทียบกับการทดสอบแบบตั้งโต๊ะ

การเลือกแรงดันไฟฟ้าโต้ตอบโดยตรงกับความเข้ากันได้ของการควบคุม มอเตอร์เกียร์ไร้แปรงถ่านแรงดันต่ำ 24 V และ 48 V เป็นอุปกรณ์มาตรฐานสำหรับ AGV และอุปกรณ์เคลื่อนที่ ในขณะที่มอเตอร์เกียร์ไร้แปรงถ่านแรงดันสูง 220-230 V เหมาะกับเครื่องจักรอุตสาหกรรมแบบอยู่กับที่ที่มีกำลังไฟ AC บัสโดยตรง ที่ Zhejiang Saiya Intelligent Manufacturing Co., Ltd. ตระกูลแรงดันไฟฟ้าทั้งสองตระกูลถูกสร้างขึ้นในเฟรมขนาดกะทัดรัดที่มีสเตจดาวเคราะห์ในตัว

มอเตอร์เกียร์ไร้แปรงถ่าน 220V-230V สำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรมคงที่ มอเตอร์นี้ทำงานโดยใช้ไฟ AC อุตสาหกรรมมาตรฐาน ให้กำลัง 10-400W ที่ 3000 รอบต่อนาที พร้อมแรงบิดสูงสุด 1.5 นิวตันเมตร เหมาะกับอุปกรณ์คงที่ซึ่งต้องการการควบคุมการเคลื่อนไหวที่เชื่อถือได้ และโครงขนาดกะทัดรัดพร้อมแท่นดาวเคราะห์ในตัวช่วยลดเสียงรบกวน ดูผลิตภัณฑ์ →

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับเสียงรบกวนของมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่าน

คำตอบสี่ข้อด้านล่างครอบคลุมคำถามที่ปรากฏเป็นอันดับแรกในการอภิปรายเรื่องการลดเสียงรบกวนทุกครั้ง

มอเตอร์เกียร์ DC แบบไร้แปรงถ่านเงียบกว่ามอเตอร์ DC แบบแปรงถ่านมากแค่ไหน?

ในมอเตอร์เกียร์แบบสมบูรณ์ที่มีความเร็วและโหลดเท่ากัน โดยทั่วไปความแตกต่างจะอยู่ที่ 8-12 dBA โดยเน้นในย่านความถี่ 3-8 kHz ที่ผู้ควบคุมพบว่าน่ารำคาญที่สุด ค่าที่แน่นอนขึ้นอยู่กับระยะเฟืองและโครงสร้างการติดตั้ง

กระปุกเกียร์หรือมอเตอร์เป็นแหล่งเสียงรบกวนหลักหรือไม่?

ในมอเตอร์เกียร์แบบมีแปรง หน้าสัมผัสของตัวสับเปลี่ยนแปรงมักจะอยู่เหนือ 3 kHz ในมอเตอร์เกียร์แบบไร้แปรงถ่าน ตะแกรงเกียร์จะกลายเป็นแหล่งกำเนิดหลัก โดยทั่วไปคือ 0.5-2 kHz การอัพเกรดกระปุกเกียร์จึงเป็นวิธีเดียวที่จะจับข้อดีด้านเสียงรบกวนได้อย่างเต็มที่จากการออกแบบแบบไร้แปรงถ่าน

คอนโทรลเลอร์ส่งผลต่อระดับเสียงหรือไม่?

ใช่อย่างมีนัยสำคัญ ตัวควบคุมการเข้าสับเปลี่ยนรูปสี่เหลี่ยมคางหมูจะสร้างแรงบิดกระเพื่อมและสัญญาณรบกวนทางโทนเสียงที่สูงกว่าตัวควบคุมการเปลี่ยนค่าไซน์หรือแบบเน้นภาคสนาม ความถี่ในการสวิตชิ่งต้องตรงกับความเหนี่ยวนำของมอเตอร์ด้วย คอนโทรลเลอร์ที่ไม่ตรงกันจะเพิ่มเสียงสะอื้นในย่านความถี่ 10-20 kHz

ฉันสามารถติดตั้งมอเตอร์เกียร์ DC แบบไร้แปรงถ่านเพิ่มเติมกับอุปกรณ์ที่มีอยู่ได้หรือไม่

โดยปกติแล้วจะใช่ หากแรงดันไฟฟ้า อินเทอร์เฟซของตัวควบคุม ขนาดหน้าแปลน และอัตราทดเกียร์ตรงกัน การติดตั้ง AGV และตัวขับเคลื่อนสายพานลำเลียงใหม่ถือเป็นเรื่องปกติ เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่านจะสั้นกว่ามอเตอร์แบบมีแปรงถ่านที่เท่ากันที่แรงบิดเท่ากัน ความขัดแย้งของซองจดหมายจึงเกิดขึ้นได้ยาก