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Avec l’utilisation intensive de moteurs à entraînement direct à aimants permanents Dans l'automatisation industrielle, la question de savoir comment supprimer efficacement les vibrations et le bruit est devenue une préoccupation majeure. En raison de son principe de fonctionnement particulier et de ses caractéristiques structurelles, le moteur à entraînement direct à aimant permanent est susceptible de générer des vibrations et du bruit importants, ce qui affecte le fonctionnement normal de l'équipement.
Les moteurs à entraînement direct à aimant permanent sont très efficaces et fiables, mais un bon nombre d'entre eux souffrent de problèmes de vibrations et de bruit. Ces problèmes proviennent généralement de quelques domaines clés, notamment des champs électromagnétiques irréguliers, des déséquilibres mécaniques, des problèmes de roulement et des systèmes de refroidissement défectueux.
L'inégalité du champ électromagnétique est l'une des principales causes de bruit et de vibrations dans les moteurs à entraînement direct à aimant permanent. Étant donné que l'excitation par aimant permanent est utilisée, elle peut être à l'origine d'une distribution déséquilibrée du champ magnétique. Cela entraîne des fluctuations radiales et tangentielles du moment pendant le fonctionnement du moteur.
Par exemple, le champ magnétique variable peut provoquer des oscillations dans le stator et le rotor du moteur, que l'on appelle généralement vibrations. En temps réel, ces oscillations peuvent se présenter sous la forme de bruits périodiques ou de modèles de vibrations dont les périodes dépendent de la vitesse de rotation. Il a été noté précédemment qu'une telle oscillation crée un bruit très fort caractérisé par des vibrations d'amplitude massive et en décibels pouvant atteindre plusieurs micromètres. Cela nécessitera probablement une régulation précise de la distribution du champ magnétique, peut-être par le biais d'algorithmes sophistiqués au sein du système de contrôle du moteur pour réduire ces fluctuations.
L'autre cause importante de vibrations et de bruit dans les moteurs à entraînement direct à aimant permanent est le déséquilibre mécanique. En général, cela se produit lorsqu'il y a un déséquilibre dans le rotor. Même un déséquilibre minime peut générer des forces centrifuges périodiques dues à la rotation du moteur, ce qui produit ensuite des vibrations et du bruit.
Lors des essais sur le terrain effectués sur des moteurs industriels, quelques grammes de masse de déséquilibre sur le rotor peuvent générer de puissantes forces vibratoires, qui provoquent des niveaux de bruit élevés, souvent même jusqu'à 70-80 dB ; ceux-ci deviennent très problématiques, en particulier si la rigueur liée à la zone/ambiance de fonctionnement est élevée. Par conséquent, un entretien très régulier et un équilibrage précis du rotor sont nécessaires. Des outils de diagnostic avancés peuvent détecter un déséquilibre bien avant que les conséquences opérationnelles du déséquilibre ne se manifestent, permettant ainsi de prendre des mesures correctives à temps.
La deuxième cause la plus fréquente de vibrations et de bruit dans les moteurs à entraînement direct à aimant permanent est le défaut des roulements. L'usure, le desserrage ou la lubrification inadéquate des roulements peuvent résulter d'un fonctionnement prolongé. Tous ces défauts peuvent entraîner une augmentation des frottements et un mouvement irrégulier des pièces du moteur, ce qui entraîne des vibrations et du bruit.
Une étude sur les roulements de moteur a montré que des roulements usés augmentaient le niveau de bruit jusqu'à 15 dB. Ce bruit est généralement un grondement ou un grincement, qui peut être détecté par des outils d'analyse des vibrations. Des roulements mal lubrifiés peuvent également provoquer une augmentation de la production de chaleur, aggravant ainsi le problème. Pour éviter ces problèmes, des programmes d'entretien réguliers doivent être mis en place pour garantir que les roulements sont bien lubrifiés et remplacés en cas de besoin.
Le système de refroidissement est important pour la stabilité opérationnelle d'un moteur à entraînement direct à aimant permanent. Cependant, des problèmes avec le système de refroidissement peuvent entraîner des fluctuations de température à l'intérieur du moteur. De telles variations de température peuvent provoquer des déformations et des contraintes thermiques, ce qui augmentera les vibrations et le bruit.
Si, pour une raison quelconque, le système de refroidissement ne fonctionne pas correctement, certaines parties du moteur auront tendance à surchauffer, ce qui entraînera des cycles de dilatation et de contraction susceptibles de provoquer un mauvais alignement ou des écarts dans la structure et donc des vibrations. Une étude a révélé qu'une augmentation de l'amplitude allant jusqu'à 30 % peut être observée dans les niveaux de vibration des moteurs en raison des contraintes thermiques causées par un système de refroidissement défectueux. Ces vibrations sont directement liées aux pics de température, ce qui souligne la nature critique d'un système de refroidissement stable. Il est essentiel de garantir le bon fonctionnement du système de refroidissement par des contrôles et une maintenance réguliers pour minimiser ces problèmes induits par la température.
En résumé, les différentes causes contribuant aux vibrations et au bruit dans les moteurs à entraînement direct à aimant permanent comprennent les champs électromagnétiques non uniformes, les déséquilibres mécaniques, les roulements défectueux et les systèmes de refroidissement défectueux. Des outils de diagnostic avancés et une maintenance régulière sont nécessaires pour effectuer ces modifications avec des ajustements techniques précis. La compréhension et l'atténuation de ces causes permettront d'améliorer les performances et la longévité de ces moteurs pour un fonctionnement plus fluide et plus silencieux.
Les vibrations et le bruit d'un moteur à entraînement direct à aimant permanent peuvent être supprimés grâce aux aspects suivants :
Il peut optimiser le processus de conception et de fabrication : Lors de la conception et de la fabrication, il convient de veiller à améliorer l'uniformité de l'entrefer du champ magnétique, à réduire la taille de l'entrefer du champ magnétique, à adopter des processus précis et à effectuer une sélection appropriée des matériaux pour garantir que l'entrefer magnétique est raisonnablement conçu et qu'aucune vibration inutile n'est générée. Parallèlement, le contrôle de la qualité doit être renforcé, en particulier dans le processus d'assemblage, pour garantir l'équilibre de chaque composant et minimiser l'effet du déséquilibre sur le moteur en utilisant un équilibreur dynamique ou un processus d'usinage de précision.
Optimisation de la conception électromagnétique : Cela peut également être réalisé par une conception électrique pour minimiser l'amplitude des harmoniques à la sortie du moteur ou par un ajustement des paramètres du stator et du rotor pour une rigidité électromagnétique appropriée.
Calibrage de la balance mécanique : Effectuer un étalonnage précis de l'équilibre dynamique sur le rotor du moteur pour s'assurer qu'il est en équilibre mécanique contribue à minimiser l'apparition de vibrations et de bruit.
Sélection de matériaux de haute qualité : Associée à une inspection et un entretien réguliers, la sélection de matériaux à faible bruit peut améliorer le bruit des moteurs à aimants permanents.
Optimisation du système de refroidissement : Conception raisonnable du système de refroidissement et de l'installation pour assurer la stabilité du débit et de la température du liquide de refroidissement et réduire la déformation thermique et la contrainte thermique causée par la différence de température pour réduire les vibrations et le bruit du moteur.
Technologie d'amortissement : Il ajoute le matériau d'amortissement ou la structure d'amortissement telle que le coussinet anti-vibrations en caoutchouc, l'amortisseur, etc. à la structure du moteur afin qu'il puisse absorber l'absorption efficace et transformer l'énergie de vibration du moteur, réduisant ainsi davantage les vibrations et le bruit du moteur.
Technologie de contrôle actif : Utilisez le contrôle flou, le contrôle par réseau neuronal et d'autres technologies de contrôle modernes pour prendre des mesures de contrôle actives sur le moteur afin de réduire les vibrations et le bruit du moteur.
Technologie de revêtement acoustique : Le matériau acoustique recouvre la surface du moteur et peut absorber et réfléchir efficacement les ondes sonores. Grâce à ce matériau, les vibrations et le bruit seront efficacement réduits.
Entretien et inspection réguliers : Les moteurs à aimant permanent sont soumis à des contrôles et des entretiens réguliers pour détecter et traiter rapidement les problèmes. Cela permet de maintenir le moteur en bon état de fonctionnement, ce qui peut contribuer à réduire le bruit et les vibrations.
Contrôle des facteurs environnementaux qui contribuent aux vibrations et au bruit du moteur ; Par exemple, maintenir l'environnement autour de l'équipement propre et éviter les fortes interférences de champs magnétiques. En contrôlant ces facteurs environnementaux, il est possible de minimiser les impacts sur le fonctionnement des moteurs et de réduire leurs vibrations et leur bruit.
Application de la technologie de surveillance intelligente : Mettre en œuvre une technologie de surveillance intelligente, telle qu'un système de surveillance des vibrations ou un système d'analyse sonore, pour surveiller et analyser les vibrations et le bruit du moteur en temps réel. Grâce à cette technologie, les problèmes potentiels de vibrations et de bruit peuvent être détectés à temps pour fournir un soutien solide à la maintenance préventive.
Les méthodes ci-dessus ne doivent pas être utilisées de manière isolée, mais doivent être envisagées et utilisées en synergie pour une utilisation globale. Dans la réalité, en raison des types de moteurs, des conditions de travail et des exigences des utilisations spécifiques, certaines de ces méthodes devront être sélectionnées de manière flexible pour obtenir le meilleur effet d'élimination des vibrations et du bruit.
Pour aller plus loin
Il est possible de réduire efficacement les vibrations et le bruit du moteur en intégrant une application complète, une conception électromagnétique optimisée, un étalonnage de l'équilibre mécanique, des roulements sélectionnés de haute qualité, l'optimisation du système de refroidissement et d'autres mesures. Une maintenance et une inspection régulières doivent être effectuées et les facteurs environnementaux affectant les vibrations et le bruit du moteur doivent être contrôlés pour maintenir le moteur en bon état de fonctionnement et réduire la génération de vibrations et de bruit. En outre, il peut utiliser une technologie de surveillance intelligente pour surveiller et analyser les vibrations et le bruit. Détecter à temps les problèmes potentiels et donner un avertissement précoce, afin de fournir un soutien solide à la maintenance préventive. Les méthodes de suppression spécifiques du moteur à entraînement direct à aimant permanent doivent être sélectionnées en fonction de certaines conditions de fonctionnement réel pour supprimer ses vibrations et son bruit.
As Chine fournisseur leader de moteurs à aimant permanent, Enneng's Série TYDP à entraînement direct et sans engrenage Moteur trouver Large application dans la production industrielle. Le processus du rotor est fiable car un aimant permanent est utilisé pour fournir un champ magnétique. La taille est flexible et la puissance de conception varie de quelques dizaines de watts à plusieurs mégawatts. Parallèlement, avec l'augmentation ou la diminution des aimants permanents dans le rotor, il est plus facile de modifier le nombre de pôles du moteur afin que la plage de vitesse du PMSM soit comparativement plus large.
