Analiza szumu elektromagnetycznego silnika
Hałas jest połączeniem zaśmieconych dźwięków o różnych częstotliwościach i intensywnościach, a niebezpieczeństwa związane z tak denerwującym hałasem dla ludzi są dobrze znane. Hałasowi często towarzyszą wibracje, które mogą uszkodzić inny sprzęt. Poziom wibracji i hałasu odzwierciedla poziom projektowania i produkcji produktu i jest ważnym wskaźnikiem do pomiaru jakości produktu. Znaczenie zmniejszania hałasu jest obecnie powszechnie uznawane. Personel zajmujący się projektowaniem silników, produkcją i obsługą potrzebuje większej wiedzy na temat hałasu silnika. Na przykład konieczne jest, aby dowiedzieć się, jak generowany jest hałas silnika i jakie czynniki są z tym związane. Pożądane jest przewidzenie hałasu generowanego podczas rzeczywistej pracy silnika w fazie projektowania oraz poznanie metody zmniejszania hałasu.
Szum elektromagnetyczny generowany jest przez zmienne pola elektromagnetyczne, które powodują wibracje niektórych elementów mechanicznych lub objętości przestrzeni. W przypadku silnika elektrycznego drgania stojana mogą wzbudzać hałas spowodowany niestabilnym zasilaniem. Główne cechy szumu elektromagnetycznego są związane z charakterystyką zmiennego pola elektromagnetycznego, wielkości wymuszonych części wibrujących i wielkości przestrzeni. Szum elektromagnetyczny o wyższej częstotliwości, znany również jako wycie elektromagnetyczne.
Analiza przyczyn szumu elektromagnetycznego
Gdy silnik pracuje, istnieje podstawowe pole magnetyczne i szereg harmonicznych pól magnetycznych. Te pola magnetyczne oddziałują ze sobą, tworząc siłę styczną, która oprócz stycznego momentu elektromagnetycznego wytwarza również siły promieniowe, które zmieniają się w czasie i przestrzeni.
Ogólnie rzecz biorąc, istnieją różne rodzaje wirujących fal elektromagnetycznych sił o różnych częstotliwościach i częstotliwościach w szczelinie powietrznej silnika. Każda fala siły promieniowej działa odpowiednio na rdzenie stojana i wirnika, powodując, że rdzeń stojana i podstawa oraz wirnik ulegają odkształceniu promieniowemu, które zmienia się okresowo wraz z upływem czasu, to znaczy występuje wibracja, a częstotliwość drgań jest częstotliwością fali akcja. Ponieważ rdzeń wirnika jest bardzo sztywny, a ilość generowanych drgań jest niewielka, tylko drgania rdzenia stojana i podstawy są ogólnie brane pod uwagę. Hałas elektromagnetyczny jest powodowany głównie przez hałas przenoszony przez powietrze spowodowany wibracjami stojana powodującymi pulsację otaczającego powietrza.
Im niższa jest kolejność fali siły promieniowej, tym dalej odległość między sąsiednimi dwoma punktami odkształcenia zginającego rdzenia, sztywność rdzenia jest stosunkowo słaba, a odkształcenie promieniowe jest również większe. Odkształcenie rdzenia stojana jest odwrotnie proporcjonalne do czwartej mocy liczby fal siły i jest proporcjonalne do amplitudy fali siły. Dlatego też fala promieniowej siły niskiej mocy o dużej amplitudzie jest głównym źródłem szumu elektromagnetycznego. Ponadto należy zwrócić szczególną uwagę. Tak, zarówno rdzeń, jak i podstawa mają pewną naturalną częstotliwość drgań. Gdy częstotliwość fali siły promieniowej jest bliska lub nawet taka sama jak częstotliwość naturalna, wystąpi rezonans, a drgania rdzenia i hałas promieniowania znacznie wzrosną.
Ponieważ amplituda podstawowego pola magnetycznego jest duża i jeśli nie ma podstawowego pola magnetycznego, silnik nie może działać, więc nie można uniknąć hałasu podwojenia częstotliwości generowanego przez to pole. Jednak ze względu na wysoką częstotliwość fal mocy (z wyjątkiem silników 2-biegunowych) częstotliwość jest niższa, a wydajność promieniowania szumowego jest niższa. Dlatego, oprócz silnika 2-biegunowego o wyższej mocy, szum podwojony częstotliwościowo jest generalnie mały.
