By
Com o uso extensivo de motores de acionamento direto de ímã permanente na automação industrial, como suprimir efetivamente sua vibração e ruído tornou-se uma questão importante de preocupação. Devido ao seu princípio de funcionamento especial e características estruturais, o motor de acionamento direto de ímã permanente é propenso a gerar grande vibração e ruído, o que afeta a operação normal do equipamento.
Motores de acionamento direto de ímã permanente são muito eficientes e confiáveis, mas um bom número deles sofre com problemas de vibração e ruído. Esses problemas normalmente surgem de algumas áreas-chave, que incluem campos eletromagnéticos irregulares, desequilíbrios mecânicos, problemas de rolamento e sistemas de resfriamento com defeito.
A desigualdade do campo eletromagnético é uma das principais razões para gerar ruído e vibração em Motores de Acionamento Direto de Ímã Permanente. Como a excitação de ímã permanente é usada, pode ser a razão para uma distribuição desbalanceada do campo magnético. Isso leva a flutuações de momento radial e tangencial enquanto o motor está em operação.
Por exemplo, o campo magnético variável pode causar a ocorrência de oscilações dentro do estator e do rotor do motor, que são geralmente chamadas de vibrações. Em tempo real, isso pode vir como ruídos periódicos ou padrões de vibração cujos períodos dependem da velocidade de rotação. Foi notado anteriormente que tal oscilação cria ruído muito alto caracterizado por decibéis e vibrações de amplitude massiva que alcançam até a faixa de micrômetros. Isso provavelmente exigirá uma regulação rigorosa da distribuição do campo magnético, talvez por meio de algoritmos sofisticados dentro do sistema de controle do motor para reduzir essas flutuações.
A outra causa importante de vibração e ruído em motores de acionamento direto de ímã permanente é o desequilíbrio mecânico. Normalmente, isso ocorre quando há um desequilíbrio no rotor. Mesmo um desequilíbrio mínimo pode gerar forças centrífugas periódicas devido à rotação do motor, o que subsequentemente produz vibração e ruído.
Para os testes de campo executados em motores industriais, apenas algumas massas de gramas de desequilíbrio no rotor podem gerar forças de vibração poderosas, que causam altos níveis de ruído, muitas vezes até 70-80 dB; isso se tornaria muito problemático, especificamente se a rigidez relacionada à área/ambiente operacional for alta. Portanto, manutenção muito regular e balanceamento de precisão do rotor são necessários. Ferramentas avançadas de diagnóstico podem detectar um desequilíbrio muito antes que as consequências operacionais do desequilíbrio se manifestem, permitindo assim que ações corretivas sejam tomadas a tempo.
A segunda causa mais frequente de vibração e ruído em motores de acionamento direto de ímã permanente são defeitos de rolamento. Desgaste de rolamento, folga ou lubrificação inadequada podem resultar de operação prolongada. Todos esses defeitos podem dar origem a maior atrito e movimento irregular das peças do motor, resultando em vibração e ruído.
Um estudo sobre rolamentos de motor mostrou que rolamentos desgastados aumentam os níveis de ruído em até 15 dB. Esse ruído é tipicamente um ruído de estrondo ou trituração, que pode ser captado por ferramentas de análise de vibração. Rolamentos mal lubrificados também podem causar aumento na geração de calor, agravando o problema. Para evitar esses problemas, cronogramas regulares de manutenção devem ser colocados em prática para garantir que os rolamentos sejam bem lubrificados e substituídos quando necessário.
O sistema de resfriamento é importante na estabilidade operacional de um motor de acionamento direto de ímã permanente. No entanto, problemas com o sistema de resfriamento podem levar a flutuações de temperatura dentro do motor. Essas mudanças de temperatura podem causar deformação térmica e estresse térmico, o que aumentará a vibração e o ruído.
Se por algum motivo o sistema de resfriamento funcionar incorretamente, certas partes do motor tenderão a superaquecer, levando a ciclos de expansão e contração que podem causar desalinhamento ou lacunas na estrutura e, portanto, vibração. Um estudo relatou que um aumento de até 30% na amplitude pode ser visto nos níveis de vibração dos motores devido a tensões térmicas causadas por um sistema de resfriamento com defeito. Essas vibrações foram encontradas correlacionadas diretamente com picos de temperatura, destacando a natureza crítica de um sistema de resfriamento estável. Garantir a operação adequada do sistema de resfriamento por meio de verificações e manutenção regulares é essencial para minimizar esses problemas induzidos pela temperatura.
Em resumo, as várias causas que contribuem para a vibração e o ruído em motores de acionamento direto de ímã permanente incluem campos eletromagnéticos não uniformes, desequilíbrios mecânicos, rolamentos defeituosos e sistemas de resfriamento com mau funcionamento. Ferramentas avançadas de diagnóstico e manutenção regular em combinação são necessárias para conduzir essas modificações com ajustes de engenharia precisos. Entender e mitigar essas causas permitirá a melhoria no desempenho e na longevidade desses motores para operações mais suaves e silenciosas.
A vibração e o ruído de um motor de acionamento direto de ímã permanente podem ser suprimidos pelos seguintes aspectos:
Pode otimizar o processo de design e fabricação: No curso do projeto e da fabricação, deve-se prestar atenção à melhoria da uniformidade da lacuna do campo magnético, reduzindo o tamanho da lacuna do campo magnético, adotando processos precisos e realizando a seleção de material apropriada para garantir que a lacuna magnética seja razoavelmente projetada e que vibração desnecessária não seja gerada. Enquanto isso, o controle de qualidade deve ser aprimorado, especialmente no processo de montagem, para garantir o equilíbrio de cada componente e minimizar o efeito do desequilíbrio no motor usando um balanceador dinâmico ou processo de usinagem de precisão.
Otimização do projeto eletromagnético: Também pode ser realizado por meio de projeto elétrico para minimizar a magnitude dos harmônicos na saída do motor ou pelo ajuste dos parâmetros do estator e do rotor para rigidez eletromagnética adequada.
Calibração da balança mecânica: Realizar uma calibração precisa do balanceamento dinâmico no rotor do motor para garantir que ele esteja em equilíbrio mecânico contribui para minimizar a ocorrência de vibração e ruído.
Seleção de materiais de alta qualidade: Quando combinada com inspeção e manutenção regulares, a seleção de materiais de baixo ruído pode melhorar o ruído em motores de ímã permanente.
Otimização do sistema de refrigeração: Projeto razoável do sistema de resfriamento e instalação para garantir estabilidade no fluxo e na temperatura do líquido de arrefecimento e reduzir a deformação térmica e o estresse térmico causados pela diferença de temperatura para diminuir a vibração e o ruído do motor.
Tecnologia de amortecimento: Ele adiciona o material de amortecimento ou a estrutura de amortecimento, como a almofada de borracha isolante de vibração, o amortecedor, etc., à estrutura do motor para que ele possa absorver a absorção efetiva e transformar a energia de vibração do motor, reduzindo ainda mais a vibração e o ruído do motor.
Tecnologia de controle ativo: Use controle fuzzy, controle de rede neural e outras tecnologias de controle modernas para tomar medidas de controle ativo no motor, de modo a reduzir a vibração e o ruído do motor.
Tecnologia de revestimento acústico: O material acústico alinha a superfície do motor e pode efetivamente absorver e refletir ondas sonoras. Com esse material, a vibração e o ruído seriam efetivamente reduzidos.
Manutenção e Inspeção Regular: Motores de ímã permanente são submetidos a manutenção e inspeção regulares para encontrar e lidar prontamente com problemas. Isso mantém o motor em boas condições operacionais, o que pode contribuir para uma redução de ruído e vibração.
Controle de fatores ambientais que contribuem para a vibração e ruído do motor; por exemplo, manter o ambiente ao redor do equipamento limpo e evitar interferências de campos magnéticos fortes. Ao controlar esses fatores ambientais, é possível minimizar os impactos na operação dos motores e reduzir sua vibração e ruído.
Aplicação de tecnologia de monitoramento inteligente: Implemente tecnologia de monitoramento inteligente, como um sistema de monitoramento de vibração ou um sistema de análise de som, para monitorar e analisar a vibração e o ruído em tempo real do motor. Com essa tecnologia, problemas potenciais de vibração e ruído podem ser detectados em tempo hábil para fornecer forte suporte para manutenção preventiva.
Os métodos acima não devem ser usados isoladamente, mas devem ser considerados e usados em sinergia para uso abrangente. Na vida real, devido aos tipos de motores, condições de trabalho e requisitos para usos específicos, alguns desses métodos terão que ser selecionados de forma flexível para atingir o melhor efeito de eliminação de vibração e ruído.
Conclusão
É possível reduzir efetivamente a vibração e o ruído do motor incorporando aplicação abrangente, design eletromagnético otimizado, calibração de equilíbrio mecânico, rolamentos de alta qualidade selecionados, otimização do sistema de resfriamento e outras medidas. Manutenção e inspeção regulares devem ser realizadas, e os fatores ambientais que afetam a vibração e o ruído do motor devem ser controlados para manter o motor em boas condições operacionais e reduzir a geração de vibração e ruído. Além disso, ele pode fazer uso de tecnologia de monitoramento inteligente para monitorar e analisar a vibração e o ruído. Detecte problemas potenciais em tempo hábil e dê um aviso antecipado, para fornecer forte suporte para manutenção preventiva. Os métodos de supressão específicos do motor de acionamento direto de ímã permanente devem ser selecionados de acordo com certas condições em operação real para suprimir sua vibração e ruído.
As China fornecedor líder de motores de ímã permanente, Enneng's Série TYDP Direct Drive e Gearless Motor find ampla aplicação na produção industrial. O processo do rotor é confiável porque um ímã permanente é usado para fornecer um campo magnético. O tamanho é flexível, e a potência do projeto varia de dezenas de watts até megawatts. Enquanto isso, com o aumento ou diminuição de ímãs permanentes no rotor, é mais fácil alterar o número de polos do motor para que a faixa de velocidade do PMSM seja comparativamente mais ampla.
