如何消除空心杯直流電機(jī)的噪音?
如何消除空心杯直流電機(jī)的噪音?空心杯直流電機(jī)通過換向器電刷與電源相連。當(dāng)電流流過線圈時(shí),磁場會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力,該力使直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生扭矩。有刷直流電機(jī)的速度通過改變來改變根據(jù)工作電壓或磁場強(qiáng)度,有刷電機(jī)往往會(huì)產(chǎn)生很多噪音(聲學(xué)和電學(xué))。如果這些噪聲沒有被隔離或屏蔽,電氣噪聲會(huì)干擾電機(jī)電路,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。電磁輻射難以診斷,一旦檢測到問題,就很難將其與其他噪聲源區(qū)分開來;射頻干擾或電磁輻射干擾是由于外部源發(fā)出的電磁感應(yīng)或電磁輻射。電噪聲會(huì)影響電路的有效性,這些噪音會(huì)導(dǎo)致機(jī)器的簡單退化。
空心杯電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電刷和換向器之間偶爾會(huì)產(chǎn)生火花?;鸹ㄊ请姎庠肼暤脑蛑?,尤其是在電機(jī)啟動(dòng)時(shí),相對(duì)較高的電流流入繞組;較高的電流通常會(huì)導(dǎo)致較高的噪聲,當(dāng)電刷在換向器表面上保持不穩(wěn)定并且電機(jī)的輸入遠(yuǎn)高于預(yù)期時(shí),也會(huì)出現(xiàn)類似的噪音。其他因素,包括在換向器表面形成的絕緣,也可能導(dǎo)致電流不穩(wěn)定。
空心杯電機(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,此類干擾無法通過屏蔽消除,可以通過簡單的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-平波電路圖來完成過流,過壓,LC濾波。
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,空心杯直流電機(jī)會(huì)在高轉(zhuǎn)速運(yùn)行過程中產(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。
空心杯電機(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,不能通過屏蔽消除,可以通過簡單的LC低通濾波器有效降低。為了進(jìn)一步降低電氣噪聲,需要在電源處進(jìn)行濾波。通常是通過在電源端加一個(gè)較大的電容(如1000uF及以上)來降低電源的有效電阻,從而改善瞬態(tài)響應(yīng)。
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,電容主要來消除碳刷產(chǎn)生的尖峰電壓,PTC用來消除溫度過高和電流浪涌過大對(duì)電機(jī)電路的的沖擊。
為了降低電磁干擾水平,應(yīng)將空心杯電機(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)置簡單的LC低通濾波器。通過將電機(jī)與簡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)一步提高噪聲過濾性能。