怎么消除直流電機(jī)的噪音？

直流電機(jī)通過換向器電刷來連通電源，當(dāng)電流流過線圈時(shí)，磁場產(chǎn)生力，而力使直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，有刷直流電機(jī)的速度通過改變工作電壓或磁場強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)，有刷電機(jī)往往會(huì)產(chǎn)生大量噪聲（聲音和電氣噪聲）。如果未隔離或屏蔽這些噪聲，電氣噪聲會(huì)干擾電機(jī)電路，從而導(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：電磁干擾和電噪聲。電磁輻射很難診斷，一旦檢測到問題，很難與其他噪聲源區(qū)分開，射頻干擾或電磁輻射干擾是由于電磁感應(yīng)或從外部源發(fā)出的電磁輻射，電噪聲可能會(huì)影響電路的有效性，這些噪音可導(dǎo)致機(jī)器的簡單退化。

電機(jī)運(yùn)行時(shí)，在電刷和換向器之間偶爾會(huì)產(chǎn)生火花， 火花是產(chǎn)生電氣噪音的原因之一，特別是當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，相對較高的電流會(huì)流入繞組， 較高的電流通常會(huì)導(dǎo)致較高的噪聲。電刷在換向器表面上保持不穩(wěn)定，電機(jī)的輸入比預(yù)期的要高得多時(shí)，也會(huì)發(fā)生類似的噪聲。其他因素包括在換向器表面上形成的絕緣，也會(huì)導(dǎo)致電流不穩(wěn)定。

電磁輻射干擾會(huì)耦合到電機(jī)的電路部分，導(dǎo)致電機(jī)電路故障和性能下降，電磁干擾的水平取決于各種因素，如電機(jī)的類型（有刷或無刷），驅(qū)動(dòng)波形和負(fù)載。通常，有刷電機(jī)會(huì)比無刷電機(jī)產(chǎn)生更多的電磁干擾，無論哪種類型，電機(jī)的設(shè)計(jì)都會(huì)極大地影響電磁泄漏，小型有刷電機(jī)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的射頻干擾，大多采用簡單的LC低通濾波器和金屬外殼。

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，直流電機(jī)會(huì)在高轉(zhuǎn)速運(yùn)行過程中產(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?？商峁┳銐虻钠帘文芰?，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。

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，此類干擾無法通過屏蔽消除，可以通過簡單的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（見下圖）來完成過流，過壓，LC濾波。

電容和電感一般會(huì)對稱出現(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)成了對稱的LC濾波功能，電容主要來消除碳刷產(chǎn)生的尖峰電壓，PTC用來消除溫度過高和電流浪涌過大對電機(jī)電路的的沖擊。

結(jié)論

為了降低電磁干擾水平，應(yīng)將電機(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)置簡單的LC低通濾波器。通過將電機(jī)與簡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)一步提高噪聲過濾性能。

審核編輯 ：李倩