브러시리스 DC 기어 모터는 산업 응용 분야에서 어떻게 소음을 줄입니까?

650kg의 자동 가이드 차량(AGV)이 식품 포장 홀을 1.2m/s의 속도로 이동하면서 원래의 브러시 DC 기어 모터를 사용하여 73dBA의 구동 소음을 방출했습니다. 동일한 차량에 48V를 다시 장착한 후 브러시리스 DC 기어 모터 정밀 유성 스테이지에서는 동일한 속도와 거리에서 측정된 레벨이 61dBA로 떨어졌습니다. 12dB 차이는 마케팅 수치가 아닙니다. 이는 브러시-정류자 접점을 제거하고 기어 메시 정확도를 강화하며 기계 프레임으로의 진동 경로를 단축함으로써 발생합니다.

이 기사에서는 브러시리스 DC 기어 모터가 산업 응용 분야에서 소음을 줄이는 방법, 감소가 실제로 어느 정도까지 갈 수 있는지, 최종 수치를 결정하는 구성 요소 결정에 대해 설명합니다. 간단히 말해서, 모터는 지배적인 고주파 소스를 제거하고 기어박스는 남아 있는 진동 중 얼마나 많이 들리는지 결정합니다. 둘 사이의 상호 작용으로 인해 모터 교체만으로는 가능한 모든 이점을 거의 얻을 수 없습니다.

브러시 마찰 제거로 최고 주파수 소음원 제거

DC 모터를 브러시 정류에서 브러시 없는 정류로 전환하면 다른 변경이 이루어지기 전에 가장 큰 소음원이 사라집니다.

브러시형 DC 모터에서 카본 브러시는 정류자 세그먼트에 대해 미끄러집니다. 모든 세그먼트 전환에서 전류가 중단되었다가 다시 시작되어 마이크로 아크와 기계적 접촉 소음이 발생합니다. 그 결과 사람의 청각이 가장 민감한 대역인 3kHz와 8kHz 사이에서 광대역 잡음이 가장 강해졌습니다. 이것이 바로 전체 데시벨 수치가 중간 정도일 때에도 브러시 모터의 거친 소리가 나는 이유입니다. 브러시리스 DC 기어 모터는 기계식 정류자를 홀 센서 트리거 전자 정류로 대체합니다. 미끄러지는 브러시도 없고, 히스 소리가 나는 호도 없으며, 주기적인 접촉 불연속도 없습니다.

3000r/min의 일반적인 무부하 소음 수준 측정에서는 60W 브러시 DC 기어모터가 62~68dBA 범위에 있는 반면, 동일한 기어박스와 마운팅을 갖춘 동급 브러시리스 장치는 약 55~60dBA에 해당합니다. 감소는 고주파수 대역에 집중되어 감지된 변화가 원래 숫자가 제안하는 것보다 더 크게 만듭니다. 동일한 브러시리스 아키텍처로 가전제품의 작동 소음 산업용 프레임에 직접적으로 확장됩니다.

브러시 노이즈가 제거된 후 Gear Precision이 노이즈 플로어를 설정합니다.

브러시 노이즈가 사라지면 기어박스는 노이즈 플로어가 되고 기어 정밀도에 따라 플로어가 얼마나 낮은지 결정됩니다.

기어 윙윙거리는 소리는 기어 쌍의 이상적인 맞물림 동작과 하중 하에서 전달되는 실제 동작 사이의 차이로 정의되는 전달 오류에 의해 생성됩니다. 이는 치형 편차, 피치 오류 및 탄성 편향으로 인해 발생합니다. 브러시 기어모터에서 2kHz 미만의 음조 잡음은 일반적으로 브러시 잡음으로 가려집니다. 브러시리스 모터로 전환한 후 마스킹은 사라지고 기어 메시 주파수는 일반적으로 500Hz ~ 2kHz의 톤과 유사하며 속도 및 톱니 수와 강한 상관 관계가 있는 주요 가청 신호가 됩니다.

따라서 올바른 순서는 모터 브러시를 먼저 제거한 다음 전송 오류를 줄이는 것입니다. 헬리컬 기어는 하중 전달이 점진적이기 때문에 스퍼 기어보다 더 낮은 피크 여기를 생성합니다. 강화되고 연삭된 톱니 측면이 있는 정밀 유성 기어박스는 호브 기어보다 전송 오류를 더 줄입니다. 백래시는 가벼운 예압으로 제어해야 합니다. 백래시가 0이면 충격이 제거되고, 과도한 예압은 마찰 소음과 열을 추가합니다. 여기에서 제공되는 브러시리스 DC 기어 모터 라인과 같이 모터와 기어박스를 하나의 하우징에 통합하는 제조업체는 소스에서 조립 변형을 줄입니다.

유성 스테이지를 갖춘 고성능 브러시리스 DC 기어 모터 이 제품 라인에는 조용한 작동을 위해 설계된 24V~230V 브러시리스 기어 모터가 포함됩니다. 컨텍스트에서는 정밀 유성 기어박스와 결합할 때 12dB의 소음 감소가 강조되므로 이 페이지는 올바른 조합을 선택하는 데 필수적입니다. 제품보기 →

장착 및 공진으로 조용한 모터가 부하 시에도 조용하게 유지되는지 여부 결정

저소음 모터는 볼트로 고정된 구조만큼만 조용합니다.

잘 정류된 브러시리스 모터라도 작은 토크 리플과 코깅 고조파를 생성합니다. 장착 브래킷이 이러한 고조파 근처에 고유 주파수를 가지면 프레임은 이를 증폭하여 방사 소음으로 만듭니다. 가장 중요한 세 가지 설치 변수는 장착면의 강성, 모터와 구동 샤프트 사이의 정렬, 커플링의 강성입니다. 정밀하게 가공된 레지스터가 있는 견고한 플랜지 마운트는 벨트 장력 하에서 호환되는 풋 마운트에 비해 진동 전달을 6-10dB 줄입니다. 0.1mm의 샤프트 오정렬은 기어 메시 소음을 3-5dB 증가시킬 수 있습니다.

AGV 및 물류 드라이브에서는 통합 폼 팩터가 도움이 됩니다. 서보 등급 플랜지에 유성 스테이지가 있는 24V 브러시리스 기어 모터는 진동 경로를 짧게 유지하고 공진 피크를 더 높은 주파수로 밀어냅니다. 이 구성은 낮은 가청 소음과 높은 과부하 여유(일반적으로 24V 입력에서 1~3Nm 연속 토크)를 결합하고 유성 스테이지가 충격 부하를 프레임으로 전달하는 대신 흡수하기 때문에 AGV 보행 및 리프팅 드라이브에 일반적으로 선택됩니다.

AGV 및 자동화 애플리케이션용 24V 브러시리스 기어 모터 이 소형 24V 모터는 0.08Nm의 정격 토크로 3000rpm에서 25~400W를 제공합니다. 브러시리스 디자인과 유성 스테이지는 진동과 소음을 줄여 낮은 소음과 높은 과부하 여유가 중요한 AGV 워킹 드라이브에 이상적입니다. 제품보기 →

측정된 소음 감소: 드라이브 구성 비교 방법

실제 세계에서 가장 작은 감소는 모터 교체만으로 발생합니다. 가장 큰 것은 모터와 기어 스테이지를 함께 업그레이드하는 것에서 비롯됩니다.

아래 차트는 외부 부하가 없을 때 모터 프레임에서 1m, 모터 샤프트에서 3000r/min로 측정한 대표적인 A-가중 음압 레벨을 보여줍니다. 이 값은 모터 테스트 보고서에서 일반적으로 나타나는 확산을 나타냅니다. 최종 수치는 장착 및 부하에 따라 2~4dBA씩 변경됩니다.

애플리케이션에 맞게 저소음 브러시리스 DC 기어 모터를 지정하는 방법

소음 목표(dBA)를 1m로 설정한 다음 해당 숫자에서 모터 전기 설계, 기어 유형 및 장착 형상에 대해 거꾸로 작업합니다.

1. 간헐적인 피크를 포함하여 작동 속도와 토크를 수정합니다. 소음은 일반적으로 최대 속도가 아닌 공명 지점에서 가장 심합니다.
2. 전자 정류가 일치하는 브러시리스 모터를 선택하십시오. 무부하 상태뿐만 아니라 작동 지점에서 1m 떨어진 곳에서 dBA 측정값을 제조업체에 문의하세요.
3. 기어단을 선택하세요. 60dBA 미만의 음조 소음에는 정밀 유성체 또는 나선형 유성체가 필요합니다. 스퍼 기어는 목표가 62dBA 이상인 경우에만 작동할 수 있습니다.
4. 장착 봉투를 검토합니다. 얇은 판금 브래킷보다 가공된 레지스터가 있는 플랜지형 페이스 마운트를 선호합니다.
5. 벤치 테스트에 비해 프레임이 항상 몇 데시벨을 추가하기 때문에 실제 기계에서 프로토타입을 제작하고 측정합니다.

전압 선택은 제어 호환성과 직접적으로 상호 작용합니다. 저전압 24V 및 48V 브러시리스 기어 모터는 AGV 및 이동식 장비의 표준이며, 220~230V 고전압 브러시리스 기어 모터는 직접 AC 버스 전원을 사용하는 고정식 산업 기계에 적합합니다. Zhejiang Saiya Intelligent Manufacturing Co., Ltd.에서는 두 전압 제품군 모두 통합 유성 스테이지가 있는 소형 프레임에 구축되었습니다.

고정 산업 기계용 220V-230V 브러시리스 기어 모터 표준 산업용 AC 전원으로 작동하는 이 모터는 최대 1.5Nm의 토크로 3000rpm에서 10~400W를 제공합니다. 안정적인 모션 제어가 필요한 고정 장비에 적합하며 유성 스테이지가 통합된 컴팩트한 프레임은 가청 소음을 줄이는 데 도움이 됩니다. 제품보기 →

브러시리스 DC 기어 모터 소음에 대해 자주 묻는 질문

아래의 네 가지 답변은 모든 소음 감소 논의에서 가장 먼저 나타나는 질문을 다룹니다.

브러시리스 DC 기어 모터는 브러시 DC 모터보다 얼마나 조용합니까?

동일한 속도와 부하의 전체 기어모터에서 그 차이는 일반적으로 8~12dBA이며, 작업자가 가장 짜증나게 하는 3~8kHz 대역에 집중되어 있습니다. 정확한 값은 기어단과 장착 구조에 따라 다릅니다.

기어박스나 모터가 주요 소음원입니까?

브러시 기어모터에서는 브러시-정류자 접점이 일반적으로 3kHz 이상을 지배합니다. 브러시리스 기어모터에서는 기어 메시가 일반적으로 0.5~2kHz의 주요 소스가 됩니다. 따라서 기어박스를 업그레이드하는 것이 브러시리스 설계의 소음 이점을 최대한 활용할 수 있는 유일한 방법입니다.

컨트롤러가 소음 수준에 영향을 줍니까?

네, 상당히 그렇습니다. 사다리꼴 정류 입력 컨트롤러는 사인 정류 또는 자속 기준 컨트롤러보다 더 많은 토크 리플과 더 높은 톤 노이즈를 생성합니다. 스위칭 주파수도 모터 인덕턴스와 일치해야 합니다. 일치하지 않는 컨트롤러는 10-20kHz 대역에서 윙윙거리는 소리를 추가합니다.

브러시리스 DC 기어 모터를 기존 장비에 장착할 수 있습니까?

전압, 컨트롤러 인터페이스, 플랜지 치수 및 기어비가 일치하면 일반적으로 그렇습니다. AGV 및 컨베이어 드라이브를 개조하는 것은 일반적인 관행입니다. 브러시리스 모터는 일반적으로 동일한 토크에서 동등한 브러시 모터보다 짧기 때문에 엔벨로프 충돌이 거의 발생하지 않습니다.