Việc xác định nguồn gốc của tiếng ồn trong động cơ điện thường khó khăn hơn việc khắc phục nó. Tuy nhiên, một cách tiếp cận điều tra có phương pháp có thể thu hẹp các khả năng và giúp giải quyết vấn đề dễ dàng hơn—với một cảnh báo. Nếu tiếng ồn là do nguyên nhân nào đó trong thiết kế động cơ (ví dụ: lỗi sản xuất hoặc bất thường), một giải pháp có thể không khả thi hoặc không thực tế. Với ý nghĩ đó, chúng ta hãy xem lại các nguồn gây tiếng ồn chính trong động cơ điện—từ tính, cơ học và cuộn dây—cũng như nguyên nhân và cách giảm hoặc loại bỏ chúng.

tiếng ồn từ tính

(Lưu ý: Tất cả tiếng ồn đều bắt nguồn từ lực cơ học truyền sóng áp suất qua không khí, chất lỏng hoặc vật liệu rắn. Các thành phần tần số tiếng ồn trong phạm vi thính giác của con người thường rơi vào khoảng từ 20 Hz đến 20 kHz.) Tiếng ồn từ tính trong động cơ (hay còn gọi là “ nhiễu điện từ” hoặc “điện”) là kết quả của các lực cơ học (ví dụ: áp suất) được tạo ra bởi lực hút và lực đẩy của các bộ phận bị từ hóa trong từ trường xoay chiều của nó. Từ trường xoay chiều kích thích rung động và tiếng ồn ở tần số dòng gấp đôi (ví dụ: tiếng vo ve) nhưng chỉ khi động cơ được cấp điện. (Mẹo: Nếu tiếng ồn ngừng ngay lập tức khi ngắt nguồn, nguồn của nó là từ tính.)

Tiếng ồn từ tính thường là nguồn tiếng ồn lớn thứ hai đối với động cơ hai và bốn cực (cuộn dây đứng đầu tiên) và có thể là nguồn chính đối với động cơ có sáu cực trở lên. Điều này chủ yếu là do các lõi tốc độ chậm có độ sâu sắt sau stato ít hơn so với các lõi tốc độ cao hơn có ít cực hơn (xem Hình 1), khiến chúng dễ bị biến dạng hơn và dẫn đến rung động biên độ lớn hơn từ các lực nhỏ hơn. Các động cơ tốc độ chậm hơn có sáu cực trở lên dễ có mức độ tiếng ồn cao hơn do các khe hở không khí nhỏ hơn và ảnh hưởng của độ lệch tâm do lắp ổ trục và vỏ ngoài vượt quá khả năng chịu đựng.

Nếu tiếng ồn từ tính là nguồn chính của nó, thì tiếng ồn tổng thể của động cơ có xu hướng tăng lên khi có tải (xem Bảng 1). Thông thường, sự khác biệt về mức độ ồn tổng thể khi không tải và đầy tải là nhỏ đối với động cơ hai và bốn cực, nhưng nó có thể là đáng kể đối với động cơ có sáu cực trở lên.

Các nhà thiết kế động cơ quản lý tiếng ồn từ tính bằng cách tạo ra khe hở không khí càng lớn càng tốt (trong khi vẫn duy trì hệ số công suất chấp nhận được). Chúng cũng có thể giảm lực từ phát sinh từ sự thay đổi của khe hở không khí và nói chung là cải thiện hệ số công suất bằng cách sử dụng lõi dài hơn để giảm mật độ từ thông của khe hở không khí.

Một cân nhắc khác là các khe kín không bao giờ gây ra sự gia tăng nhiễu từ, điều này giải thích tại sao các nhà thiết kế thích rôto có khe kín hơn. Họ cũng ưu tiên các khe cắm nửa kín với các khe hở tối thiểu cho các stato quấn ngẫu nhiên, mặc dù các khe hở rộng hơn sẽ giúp cuộn dây dễ dàng hơn.

Tiếng ồn trượt. Một dạng nhiễu từ có liên quan là nhiễu trượt. Việc đập tần số thấp, âm lượng tương đối thấp này của các thành phần tần số cao hơn có thể bị phản đối vì nó không liên tục. Là một chức năng của độ trượt, nó dễ nhận thấy hơn khi chịu tải, với tần số thay đổi trực tiếp theo độ trượt. Các nguyên nhân có thể bao gồm thanh rôto bị hở hoặc vòng cuối, nhưng tiếng ồn trượt thường liên quan đến khiếm khuyết về tính đồng nhất của rôto lồng sóc, biện pháp khắc phục là thay rôto mới.

Xiên. Việc nghiêng các rãnh rô-to làm giảm tiếng ồn từ trường, nhưng không có sự đồng thuận về lượng tối ưu hoặc thậm chí là cách chính xác để tính toán tác động của nó đối với tiếng ồn được tạo ra. Một gợi ý phổ biến là nghiêng rôto, ít nhất một rôto hoặc khe stato (tùy theo cái nào có ít khe hơn). Bất cứ điều gì ít hơn sẽ không làm giảm đáng kể tiếng ồn từ tính và độ lệch lớn hơn thường làm giảm hiệu suất của động cơ.

Khe hở không khí không đều. Khe hở không khí không bằng nhau gây ra lực hút từ tính không cân bằng với lực từ mạnh hơn theo hướng có khe hở không khí nhỏ nhất (xem Hình 2). Điều này có thể làm biến dạng stato, rôto và khung đồng thời tạo ra tiếng ồn điện từ. Chạy động cơ ở điện áp giảm là một công cụ chẩn đoán đơn giản. Ví dụ: nếu động cơ phát ra tiếng ồn ở điện áp đầy đủ nhưng âm thanh tốt ở một nửa điện áp định mức, hãy tập trung vào khe hở không khí và các vấn đề như vỏ máy gia công sai hoặc rôto bị lệch tâm.

Nguyên nhân của một khe hở không khí không đồng đều là:

• Rôto lệch tâm
• stato lệch tâm
• trục cong
• Các cổ trục được gia công không đồng tâm với thân rôto
• Vỏ ổ trục (hoặc ổ trục lót) không đồng tâm
• Giá đỡ cuối để lắp stato không đồng tâm
• khung méo

Các biến thể sản xuất ảnh hưởng đến tiếng ồn từ tính của động cơ tốc độ chậm hơn so với động cơ hai cực. Đó là bởi vì động cơ có bốn cực trở lên có khe hở không khí nhỏ hơn nhiều so với động cơ hai cực, khiến sai số đối với chúng nhỏ hơn nhiều. Ví dụ: khe hở không khí đối với động cơ sáu cực có stato đường kính ngoài 22 inch (560 mm) có thể là 0,022 inch (0,55 mm), trong khi khe hở không khí của động cơ hai cực có cùng kích thước stato có thể là 0,055 inch (1,4mm).

Tiếng ồn cơ học

Các nguồn gây ra tiếng ồn cơ học trong động cơ bao gồm lõi stato bị lỏng; vòng bi mòn, hư hỏng hoặc bôi trơn kém; và cọ xát của các bộ phận bên trong. Ngoài ra, bất kỳ bộ phận cấu trúc nào của động cơ được kích thích ở tần số tự nhiên của nó đều có thể trở thành nguồn gây ra tiếng ồn trong không khí.

Lỏng lõi stato. Lõi stato bị lỏng trong khung sẽ gây ra tiếng kêu vo vo. Trên các động cơ có khung thép cuộn, bạn có thể dễ dàng kiểm tra điều này bằng cách dùng vồ gõ vào bên ngoài khung (vỏ) trong khi động cơ đang chạy. Nếu việc gõ làm biến dạng sự phù hợp giữa khung hình và lõi, mức độ tiếng ồn sẽ thay đổi hoặc thậm chí có thể ngừng lại. Nói một cách chính xác, nguồn gốc của tiếng ồn này là từ tính, vì vậy tiếng ồn cũng sẽ ngừng khi ngắt nguồn điện.

Vòng bi. Vòng bi là nguồn thường xuyên gây ra tiếng ồn cơ học trong động cơ. Ví dụ, các ổ đỡ con lăn ồn ào quá mức có thể bắt nguồn từ bi hoặc con lăn không đồng đều, bi kêu lạch cạch hoặc bộ phận giữ con lăn, bề mặt kém hoàn thiện hoặc độ lệch tâm. Bên cạnh tiếng ồn do va chạm, những điều kiện này có thể dẫn đến sự kích thích cộng hưởng của vỏ ổ trục, bộ làm lệch hướng không khí (vách ngăn) và các bộ phận khác phát ra tiếng ồn hiệu quả.

Một số nguồn tiếng ồn ổ trục là khác biệt và dễ xác định. Ví dụ:

• Brinelling tạo ra một tiếng ồn thấp.
• Bụi bẩn trong vòng bi gây ra tiếng ồn chói tai.
• Bóng hoặc con lăn trượt ở nhiệt độ thấp mà không đủ chất bôi trơn sẽ tạo ra tiếng ồn tần số cao.
• Tiếng kêu bốp bốp ngắt quãng thường là do dầu mỡ.

Tiếng ồn trong dải tần số 100 đến 300 Hz là đặc trưng của ổ lăn và có thể do các viên bi hoặc con lăn đi qua. Thông thường, tiếng ồn này có biên độ thấp và không gây bất lợi về mặt vật lý trừ khi nó kích thích tần số tự nhiên của các bộ phận động cơ khác và gây ra rung động có hại.

Một cách để giảm và làm giảm tiếng ồn của ổ trục là tải trước hướng trục của ổ trục bằng máy giặt lò xo lượn sóng (sóng). Thông thường, vòng đệm tác dụng một lực lên đường đua bên ngoài của ổ bi tự do hướng trục (thường là đầu không dẫn động) để loại bỏ khe hở bên trong giữa nó và ổ trục bị khóa. Điều này làm cho mỗi quả bóng đi theo cùng một đường rãnh trong mỗi ổ trục, giúp giảm tiếng ồn từ các quả bóng kêu lạch cạch trong rãnh và lồng, đồng thời giảm rung động tần số cao. Tải trước ổ trục cũng cải thiện cân bằng động bằng cách loại bỏ độ lỏng của ổ trục. Tuy nhiên, quá nhiều tải trước cho ổ trục sẽ tạo ra tiếng ồn tần số thấp và có thể khiến ổ trục bị quá nóng.

Tiếng ồn ma sát trong ổ trục phát sinh do bôi trơn không đủ. Điều này cho phép tiếp xúc gián đoạn nhanh chóng giữa hai bề mặt trượt, tạo ra rung động tác động cao. Tiếng ồn tại điểm tiếp xúc có tần số cao và nghe như tiếng rít của không khí. Khi được truyền đến bộ phận cộng hưởng bên trong động cơ, rung động tác động sẽ tạo ra những tiếng kêu cót két.

Cọ xát các bộ phận bên trong. Bên cạnh các vòng bi bị mòn hoặc hư hỏng, các nguồn tiếng ồn cơ học khác bên trong động cơ bao gồm sự cọ xát vật lý của quạt bên ngoài và nắp, quạt bên trong và bộ làm lệch hướng không khí, rôto và stato. Việc khắc phục những vấn đề này đòi hỏi phải định vị đúng quạt và khôi phục độ đồng tâm của rôto-stato về dung sai phù hợp.

Tiếng ồn trong không khí. Như đã đề cập trước đó, bất kỳ bộ phận kết cấu nào của động cơ đều có thể trở thành nguồn gây ra tiếng ồn trong không khí nếu nó bị kích thích với đủ năng lượng ở tần số tự nhiên của nó. Ví dụ, bản thân sự mất cân bằng quay có thể không phát ra tiếng ồn có thể nghe được trong không khí, nhưng nó có thể hoạt động như một nguồn năng lượng cho rung động. Rung động sau đó được truyền qua cấu trúc hỗ trợ và chuyển đổi thành sóng âm thanh trong không khí tại bộ phận cộng hưởng, làm cho bộ phận rung dường như là nguồn tiếng ồn.

Nếu bộ phận làm lệch hướng không khí, nắp nhỏ giọt hoặc bộ phận tương tự đang rung, việc sử dụng vật liệu giảm tiếng ồn thường có thể thay đổi chuyển động rung thành năng lượng nhiệt bằng cách sử dụng ma sát bên trong của vật liệu. Một ví dụ về điều này là việc sử dụng silicon RTV lưu hóa ở nhiệt độ phòng giữa bộ làm lệch hướng không khí và giá đỡ cuối để giảm tiếng ồn.

Vật liệu xốp, hấp thụ âm thanh cũng có thể giảm phát thải tiếng ồn trong không khí được tạo ra trong động cơ bằng cách chuyển đổi năng lượng từ sóng âm thanh đi vào lỗ chân lông của chúng thành năng lượng nhiệt. Khả năng hấp thụ của các vật liệu này tăng theo mật độ, độ dày và độ kín hoặc cấu trúc lỗ rỗng của chúng. Nếu có thể, rào chắn nên bao quanh hoàn toàn nguồn. Một nhược điểm tiềm ẩn của vật liệu hấp thụ âm thanh là nó có thể hạn chế luồng không khí hoặc sự truyền nhiệt, do đó làm tăng nhiệt độ động cơ.

Tiếng ồn gió

Tiếng ồn của gió, thường chiếm phần lớn tiếng ồn từ động cơ điện, phổ biến nhất ở động cơ tốc độ cao (ví dụ: hai và bốn cực). Vì nó được gây ra bởi luồng không khí hỗn loạn tại các vật cản gần bộ phận quay chuyển động không khí, nên cách tốt nhất để giảm nó là giảm thiểu các vật cản. Tiếng ồn của gió khác với hầu hết các nguồn tiếng ồn của động cơ vì nó bắt nguồn từ luồng không khí chứ không phải từ các bộ phận của động cơ. Thông thường, đó là tiếng ồn băng thông rộng (dải tần số rộng) về cơ bản không có thành phần âm thuần (dạng sóng hình sin) đáng kể nào.

Hầu hết tiếng ồn do gió của các động cơ có vỏ ngoài lớn hơn phát ra từ hoạt động của quạt trên các thanh rôto, không phải từ quạt hoặc cánh tản nhiệt làm mát. Do đó, việc giảm đường kính quạt làm mát có thể sẽ không giúp giảm nhiều tiếng ồn, nhưng nó có thể làm giảm đáng kể luồng không khí làm mát.

Các động cơ mở lớn có ống thông hơi hướng tâm qua rô-to và stato có thể tạo ra các thành phần âm sắc thuần khiết khó chịu của tiếng ồn luồng không khí, thường ở tần số trên 1.000 Hz. Thường được gọi là hiệu ứng còi báo động, tiếng ồn này là do luồng không khí thoát ra khỏi ống dẫn xuyên tâm của rôto bị gián đoạn đột ngột. Đặt lệch ống dẫn rôto so với ống dẫn stato có thể giúp giảm âm lượng của tiếng ồn này.

Trên các động cơ được làm mát bằng quạt hoàn toàn (TEFC), giảm đường kính quạt bên ngoài hoặc thay đổi loại quạt là những cách tốt để giảm tiếng ồn, đặc biệt là trong các ứng dụng một chiều. Nhưng việc giảm quạt hoặc đường thông hơi sẽ làm cho động cơ chạy nóng hơn, rút ​​​​ngắn tuổi thọ của chất bôi trơn và cuộn dây. Việc tăng khoảng hở giữa quạt và các bộ phận cố định hoặc bố trí các cánh quạt không đối xứng cũng có thể giảm tiếng ồn tần số cánh quạt của động cơ TEFC.

Tóm lại, không khí lưu thông xung quanh hoặc chống lại các bề mặt tạo ra nhiễu loạn, một nguồn gây ra tiếng ồn khó chịu. Từ góc độ thiết kế luồng không khí, đây là một số cân nhắc mà các nhà sản xuất sử dụng để tránh các vấn đề về tiếng ồn của gió:

• Loại bỏ các cạnh sắc và gờ trên tất cả các bộ phận tiếp xúc với luồng không khí.
• Giảm thiểu những thay đổi đột ngột về hướng luồng không khí.
• Giữ bề mặt ranh giới mịn màng.
• Cung cấp những thay đổi dần dần trong mặt cắt ngang đường dẫn khí.

🎯CỬA HÀNG THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP VB-60.
☎️0946.12.06.79 NGHIEP
⛳️Location : Biên Hòa, Đồng Nai
WWW.THIETBICONGNGHIEPVB60.COM

VÒNG BI, BẠC ĐẠN NSK, FBJ, FAG, SKF, KOYO…
✍️Cam kết : HÀNG CHÍNH HÃNG.
🛡Chất lượng : Theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất.
👉Bảo hành : Đổi trả nếu sản phẩm không đúng như cam kết.
💰Có chính sách hậu mãi tốt sau bán hàng.
📝Hóa đơn, chứng từ đầy đủ.