آنالیز صدا و لرزش الکتروموتور و ماشین های الکترومکانیکی

میزان صدا و لرزش یک موتور الکتریکی یک شاخص مناسب برای اندازه گیری عملکرد موتور الکتریکی و ماشین است.

چگونگی کاهش میزان لرزش و صدای یک سیستم یکی از موضوعات مهم در زمینه طراحی دستگاه ها و ماشین الات و الکتروموتور ها است.

صدا و لرزش تولید شده توسط الکتروموتور میتواند سه دلیل عمده داشته باشد. دلایل مکانیکی ، آیرودینامیکی و الکترومغناطیسی. با دانستن اینکه صدای اضافی یا لرش نا متعارف این دستگاه بر اثر کدام یک از دلایل سه گانه بوجود امده است کمک زیادی به حل مشکل و پیشگیری از بوجود امد مشکلات متعاقب خواهد کرد.

البته باید ذکر کرد که ارتعاش موتور حاصل یک صدا نیست بلکه ترکیبی پیچیده از هر سه منبع نویز است.

لرزش و صدای مکانیکی در الکتروموتور

صدا و لرزش مکانیکی به مواردی همچون اصطکاک یا تراز ( مثل عدم رعایت تراز کوپلینگ الکتروموتور )  یا روغن کاری بلبرینگ الکتروموتور ، عدم بالانس روتور ، چرخ دنده ها و سایر رابط ها مربوط میشود. به صورت کلی میتوان گفت مشکلات مکانیکی تابع شرایط سرعت چرخش ، بار وارد شده به دستگاه و دما هستند.

صدای عدم بالانس روتور

در طول فرایند ساخت و مونتاژ و فرایند کار الکتروموتور ، روتور به دلایل مختلفی فرسوده یا نا متقارن میشود. این مشکل باعث عدم تعادل روتور و تولید صدا میشود. مثلا در نصب یک موتور کولری BLDC بر روی کولر آبی باید به بالانس بودن محور شفت دقت کرد. عدم بالانس موتور و شافت باعث بروز صداهای خاصی در برخی سرعت ها در این موتور میشود.

صدای بلبرینگ

بلبرینگ ها از اجزای کلیدی یک موتور هستند که استاتور و روتور را ساپورت میکنند. در طول فرایند کاری الکتروموتور، بلبرینگ ها نیروهای مختلفی را تجربه میکنند که این امر باعث ایجاد صدا میشود. از طرف دیگر، عناصر غلتشی بلبرینگ یا یاتاقان در هنگام کار موتور نسبت به حلقه های داخلی و خارجی آن حرکت می کنند و اصطکاک و برخورد با سطح تماس باعث ایجاد صدای ارتعاش می شود.

بیشتر بخوانید : گریس کاری بلبرینگ الکتروموتور

چند مسیر انتقال برای صدا و لرزش تولید شده توسط موتور الکتریکی وجود دارد

1. صدایی که به وسیله هوا توسط قاب موتور یا سایر بخش های ساختاری موتور تابش میشود . ارتعاش یا لرزش از طریق ساختار تکیه گاهی منتقل میشود و در قطعه به امواج صوتی معلق در هوا تبدیل میشود.
2. صدای ناشی از سازه که توسط استاتور و از طریق پایه های الکتروموتور به سازه منتقل میشود. امواج ارتعاشی ارسالی باعث ایجاد نویز میشود و همچنین میتواند برای سازه خطر ناک باشد.
3. سر و صدای ناشی از تحریک گیربکس ها و کوپلینگ ها، ناشی از امواج گشتاور. موج گشتاور یک اختلال دوره ای در گشتاور است با فرکانس و دامنه متفاوت.

راهبرد های کاهش نویز مکانیکی

1. اصلاح بلبرینگ های آسیب دیده
2. استفاده از افزودنی های شیمیایی
3. استفاده از دستگاه جذب ارتعاش یا جداساز ارتعاش
4. اصلاح سرعت چرخش
5. استفاده از دستگاه های تراز کننده در هنگام نصب موتور
6. استفاده از محافظ یا آب بند برای جلوگیری از مورد کثیفی به بلبرینگ ها
7. بالانس دینامیک روتور

البته این راهبردها به موارد زیر محدود نمیشوند.

بیشتر بخوانید : تراز کردن دقیق شفت الکتروموتور

صدای آیرودینامیک

این صدا عموما در اطراف سیسم تهویه و خنک کننده الکتروموتور یا کلا در قسمتی از دستگاه که مانند فن عمل میکند اتفاق می افتد .

این صدا در سرعت موتور های بالاتر و خودرو های برقی به دلیل نوسان سرعت بیشتر اتفاق میافتد و رایج است.

فرکانس های مشخصه نویز آیرودینامیکی در ماشین های الکتریکی شامل فرکانس گرداب (توده ای از هوا یا مایع متراکم ) ، فرکانس عبور کانال روتور و فرکانس عبور تیغه هستند.

بیشتر بخوانید : انواع محفظه برای موتور های الکتریکی

صدا و لرزش الکترومغناطیسی

نویز و ارتعاشات الکترومغناطیسی از دسته صداها و لرزش های اصلی که در اکثر ماشین ها و دستگاه های الکتریکی کوچک و متوسط سایز که به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند میشنویم.

لازم به ذکر است که لرزش شدید موتور ناشی از نیروی الکترومغناطیسی نه تنها بر عملکرد حرکتی موتور تأثیر می گذارد بلکه باعث آلودگی شدید محیط زندگی و کار افراد می شود و سلامت روحی و جسمی افراد را تحت تأثیر شدید قرار می دهد.

این نویز در محدوده شنیداری به دلیل تحریک نیروهای الکترومغناطیسی  اتفاق می افتد.

کاهش یا مدیریت نویز الکترومغناطیسی

• از تشدید بین نیروهای مغناطیسی و حالت های ساختاری خودداری کنید
• عدم تقارن ها را کاهش دهید
• موقعیت آهنربا / مغناطیس را بررسی کنید

تجزیه و تحلیل صدا و ارتعاش میتواند به سازندگان دستگاه ها و ماشین الات کمک کند تا از سطوح خطرناک صدا و ارتعاش جلوگیری کنند و علت خرابی محصولات یا سیستم را ارزیابی کنند.

متخصصان این امر میتوانند اندازه گیری صدا را انجام دهند یا با قرار دادن سنسور حرکتی   (شتاب سنج Accelerometer) نتایج دقیق را به دست آورند.

صدا و ارتعاش ثبت شده به شرایط تست مانند دما ، نویز محیط و اینکه ایا ورودی ها از منبع مناسب می آیند یا نه بستگی دارد.

صرفه جویی در هزینه ها

با یک آنالیز لرزش به موقع و با مشخص شدن پتانسیل وجود مشکل در یک بخش از دستگاه و جلوگیری از تبدیل شدن انها به مشکلی جدی و با کم کردن زمان تعطیلی کار و  کم کردن هزینه تعمیرات و با بالابردن طول عمر دستگاه ، شما عملا پول خود را پس انداز کرده اید.

• تست انالیز ارتعاش و نویز یک سری اعداد و ارقام را میتواند حتی به صورت دایمی به شما و متخصصان ارایه دهد تا با تجزیه تحلیل های به موقع از بروز مشکلات پیش بینی نشده جلوگیری کنید.
• تجزیه و تحلیل ارتعاش را می توان در حالی که تجهیزات شما کار می کنند انجام داد، بنابراین نیازی به از دست دادن زمان تولید نیست.
• با استفاده از این تست می توانید ارزیابی کنید که آیا نصب و تعمیر تجهیزات به درستی انجام شده است یا خیر.

 

آنالیز جریان الکتروموتور

بررسی دقیق موتورهای الکتریکی به کاربران الکتروموتورهای صنعتی کمک می کند تا عملکرد دستگاه را در بازه های زمانی مختلف در نظر بگیرند و اشکالات خفیف و جزیی را پیش از اینکه به یک وضعیت بحرانی تبدیل شود شناسایی کند. و امکان رفع مشکل را برای مسولان فراهم کند.

باید توجه داشت آنالیز اثرات الکتریکی و توان الکتروموتور از اصلی ترین مولفه ها در کنترل وضعیت ماشین های الکتریکی است.

علاوه بر این، آنالیز شرایط موتور ، بررسی سیستم درایو ، کابل ها ، سیم پیچ استاتور، قفس روتور، سیم پیچ روتور نیز از موارد مهمی است که در محدوده بررسی شرایط موتورهای صنعتی قرار میگیرد.

با استفاده از دستگاه های آنالیز جریان مانند دستگاه میگر EXP4000 خرابی های احتمالی آشکار می شود و فرصت تعمیر و تعویض قطعات قبل از بروز مشکلات حاد و از کار افتادن خط تولید و جلوگیری از ایجاد هزینه های هنگفت فراهم میشود.

برای خرید الکتروموتورهای صنعتی نیز میتوان با استفاده از دستگاه های تست و آنالیز مناسب ترین و سالم ترین موتور را انتخاب کرد.

دستگاه تست آنالیز جریان

میگر EXP4000 یک ابزار قابل حمل و پویا برای مانیتورینگ وضعیت موتور های الکتریکی صنعتی است. با استفاده از این دستگاه میتوان تست های مورد نیاز برای بررسی عملکرد ماشین های الکتریکی را انجام داد.

با دستگاه آنالیز جریان میتوان بررسی های متنوعی مانند بررسی کیفیت برق ، عملکرد مکانیکی ، جریان موتور ، فرکانس موتور ، گشتاور ، وضعیت درایو متغییر اورلود حرارتی و ... را اندازه گیری کرد.

این دستگاه میتواند زیر بار و بدون نیاز به توقف دستگاه و خط تولید انواع پارامترها را در موتورهای DC و AC و موارد زیر را ارزیابی کرد.

1. کنترل گشتاور
2. شاخص های مکانیکی
3. آنبالانسی یا عدم تراز قطعات
4. توزیع بار نامتوازن