如何消除空心杯直流電機(jī)的噪音？
如何消除空心杯直流電機(jī)的噪音?空心杯直流電機(jī)通過(guò)換向器電刷與電源相連。當(dāng)電流流過(guò)線圈時(shí)，磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)力，該力使直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生扭矩。有刷直流電機(jī)的速度通過(guò)改變來(lái)改變根據(jù)工作電壓或磁場(chǎng)強(qiáng)度，有刷電機(jī)往往會(huì)產(chǎn)生很多噪音(聲學(xué)和電學(xué))。如果這些噪聲沒(méi)有被隔離或屏蔽，電氣噪聲會(huì)干擾電機(jī)電路，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定。直流電機(jī)產(chǎn)生的電噪聲可分為兩類(lèi)：電磁干擾和電噪聲。電磁輻射難以診斷，一旦檢測(cè)到問(wèn)題，就很難將其與其他噪聲源區(qū)分開(kāi)來(lái);射頻干擾或電磁輻射干擾是由于外部源發(fā)出的電磁感應(yīng)或電磁輻射。電噪聲會(huì)影響電路的有效性，這些噪音會(huì)導(dǎo)致機(jī)器的簡(jiǎn)單退化。
空心杯電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電刷和換向器之間偶爾會(huì)產(chǎn)生火花。火花是電氣噪聲的原因之一，尤其是在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，相對(duì)較高的電流流入繞組;較高的電流通常會(huì)導(dǎo)致較高的噪聲，當(dāng)電刷在換向器表面上保持不穩(wěn)定并且電機(jī)的輸入遠(yuǎn)高于預(yù)期時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的噪音。其他因素，包括在換向器表面形成的絕緣，也可能導(dǎo)致電流不穩(wěn)定。
空心杯電機(jī)產(chǎn)生的電磁信號(hào)也可以耦合到電路中，形成所謂的共模干擾，此類(lèi)干擾無(wú)法通過(guò)屏蔽消除，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的LC低通濾波器有效地降低。為了進(jìn)一步降低電噪聲，需要在電源處濾波。通常在電源端子兩端增加一個(gè)較大的電容器(例如1000uF及以上)來(lái)完成的，以降低電源的有效電阻，從而改善瞬態(tài)響應(yīng)，采用濾波-平波電路圖來(lái)完成過(guò)流，過(guò)壓，LC濾波。
電源的另一個(gè)噪聲源是電源，由于電源的內(nèi)部電阻不為零，在每個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，不恒定的電機(jī)電流會(huì)轉(zhuǎn)化為電源端子上的電壓紋波，空心杯直流電機(jī)會(huì)在高轉(zhuǎn)速運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生噪音。為了減少電磁干擾，電機(jī)盡可能放置在遠(yuǎn)離敏感電路的地方。電機(jī)的金屬外殼通常可提供足夠的屏蔽能力，以減少空中電磁干擾，但是額外的金屬外殼應(yīng)提供更好的降低電磁能力。
空心杯電機(jī)產(chǎn)生的電磁信號(hào)也可以耦合到電路中，形成所謂的共模干擾，不能通過(guò)屏蔽消除，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的LC低通濾波器有效降低。為了進(jìn)一步降低電氣噪聲，需要在電源處進(jìn)行濾波。通常是通過(guò)在電源端加一個(gè)較大的電容(如1000uF及以上)來(lái)降低電源的有效電阻，從而改善瞬態(tài)響應(yīng)。
電容和電感一般會(huì)對(duì)稱(chēng)出現(xiàn)電路中，以保證電路的平衡，構(gòu)成LC低通濾波器，抑制碳刷產(chǎn)生的傳導(dǎo)噪聲。電容主要抑制由碳刷隨機(jī)斷開(kāi)產(chǎn)生的尖峰電壓，同時(shí)電容有較好的濾波功能，電容的安裝一般與地線相連。電感主要防止碳刷與換向器銅片間隙電流的突然變化，接地可以增加LC濾波器的設(shè)計(jì)性能和濾波效果。兩個(gè)電感和兩個(gè)電容構(gòu)成了對(duì)稱(chēng)的LC濾波功能，電容主要來(lái)消除碳刷產(chǎn)生的尖峰電壓，PTC用來(lái)消除溫度過(guò)高和電流浪涌過(guò)大對(duì)電機(jī)電路的的沖擊。
為了降低電磁干擾水平，應(yīng)將空心杯電機(jī)放置在盡可能遠(yuǎn)離敏感電路的地方以減少干擾，還應(yīng)提供額外的金屬外殼。為了在共模干擾的情況下抑制電磁干擾，內(nèi)置簡(jiǎn)單的LC低通濾波器。通過(guò)將電機(jī)與簡(jiǎn)單的速度控制器連接在一起，也可以消除其他電氣噪聲，高階LC濾波器可以進(jìn)一步提高噪聲過(guò)濾性能。