Chastotani o'zgartirgichlar zamonaviy sanoatda keng qo'llaniladigan quvvat elektron qurilmalari sifatida dvigatelni boshqarishning aniqligini oshiradi va bir vaqtning o'zida ish shovqinlari haqida tashvish uyg'otadi. Bu shovqin nafaqat ish joyidagi qulaylikka ta'sir qiladi, balki boshqa jihozlarning normal ishlashiga ham xalaqit berishi mumkin. Yaratish mexanizmlari va tarqalish yo'llariga ko'ra, VFD shovqinlari asosan uch turga bo'linadi: elektromagnit shovqin, mexanik shovqin va aerodinamik shovqin. Har bir toifa bir nechta o'ziga xos ko'rinishlarni o'z ichiga oladi, ularning har biri o'ziga xos xususiyatlarga va bostirish usullariga ega.
I. Elektromagnit shovqin: Yuqori-chastotani almashtirish natijasida yuzaga keladigan shovqin
Elektromagnit shovqin chastota konvertorlaridagi eng tipik shovqin turi bo‘lib, birinchi navbatda quvvat qurilmalarining yuqori-tezlikdagi almashinish harakatlaridan kelib chiqadi. IGBTlar yoki MOSFETlar bir necha kilogertsdan o'nlab kilogertsgacha bo'lgan chastotalarda almashtirilganda, yuqori{2}}chastotali impuls oqimlari hosil bo'ladi. Ushbu oqimlar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan parazit parametrlari orqali elektromagnit parazit (EMI) hosil qiladi. Maxsus namoyonlarga quyidagilar kiradi:
1. Umumiy-Rejim shovqini:Parazit sig'im orqali, odatda 1 MGts dan yuqori bo'lgan yerga liniyalari bilan bog'langan shovqin. Misol uchun, inverterning chiqish kabeli va dvigatel korpusi o'rtasidagi sig'imli ulanish "shivirlash" tovushiga o'xshash yuqori-chastotali shovqin hosil qiladi. Avtomobil ishlab chiqaruvchi zavoddan olingan haqiqiy oʻlchov maʼlumotlari shuni koʻrsatadiki,{4}}odatdagi shovqin filtrlashsiz 85 dB dan oshishi mumkin.
2. Differensial{1}}rejim shovqini:100kHz-1MHz chastota diapazonida to'plangan elektr uzatish liniyalari o'rtasida amalga oshirilgan shovqin. Bu shovqin bir xil elektr tarmog'iga ulangan nozik asboblarda displey jitteriga sabab bo'ladi. Masalan, laboratoriyadagi osiloskop inverterni ishga tushirgandan so'ng o'lchash xatosi 15% ga oshdi.
3. Radiatsion shovqin:Kosmos bo'ylab tarqaladigan yuqori-chastotali elektromagnit to'lqinlar, asosan, himoyalanmagan quvvat zanjirlaridan kelib chiqadi. Bir marta dastgoh ishlab chiqaruvchisi nazorat qilish tizimining noto'g'ri ishlashini 30 MGts chastotada inverter kabinasidagi bo'shliqlardan oqib chiqadigan shovqinni kuzatdi.
Elektromagnit shovqinni bostirishning kaliti sxema dizaynini optimallashtirishda yotadi. Past{1}}parazitar-indüktans sxemasi, RC to'xtatuvchi zanjirlarni qo'shish va umumiy{3}}rejimli choklardan foydalanish kabi choralar shovqinni sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Masalan, bitta VFD ishlab chiqaruvchisi yaxshilangan PCB stackup dizayni orqali radiatsiya shovqinini 20 dBmV/m ga kamaytirdi.
II. Mexanik shovqin: Strukturaviy tebranishning akustik ko'rinishi
Ishlash jarayonida elektromagnit kuchlar va VFD va tegishli uskunalardagi mexanik komponentlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir eshitiladigan shovqinni hosil qiladi, birinchi navbatda:
1. Asosiy magnitostriktiv shovqin:Silikon po'latdan yasalgan qatlamlar o'zgaruvchan magnit maydonlarda mikroskopik deformatsiyaga uchraydi, 50/60 Gts asosiy chastotali shovqin va uning harmonikasini hosil qiladi. Katta VFD transformatorlari to'liq yuklanganda 80 dB shovqin chiqarishi mumkin; bu shovqin kabinet tuzilmalari orqali kuchayadi va sezilarli rezonans yaratadi.
2. Sovutish tizimining shovqini:PWM tezligini nazorat qilish vaqtida sovutish fanining pichoqlari vosita tezligi chastotasi bilan o'zaro ta'sir qiladi va diskret shovqin cho'qqilarini hosil qiladi. O'lchovlar shuni ko'rsatadiki, fan tezligini 3000 rpm dan 2000 rpm gacha kamaytirish shovqinni 6-8 dB(A) ga kamaytiradi.
3. Kontaktning shovqini:Past chastotali almashtirishda{0}}kiruvchi yon kontaktorlarga mexanik kontakt ta'sir qiladi, ayniqsa tez-tez ishga tushirish-to'xtash sharoitida seziladi. Port kranining kontaktor shovqini 10 metrda 72 dB ga yetdi, bu esa yaxshilash uchun tebranishlarni to'xtatuvchi prokladkalarni o'rnatishni talab qildi.
Strukturaviy optimallashtirish, ayniqsa, mexanik shovqin uchun juda muhimdir. Elastik o'rnatish, damping materiallarini qo'shish va issiqlik tarqalish kanali dizaynini yaxshilash kabi usullar shovqinni samarali ravishda kamaytirishi mumkin. Ma'lum bo'lgan{2}}chastota konvertor markasi gidravlik amortizatorlardan foydalanish orqali umumiy tebranishlarni 40% ga kamaytirdi.
III. Aerodinamik shovqin: havo oqimi buzilishining akustik ta'siri
Asosan sovutish tizimlari ichidagi havo oqimi harakatidan kelib chiqadi, u quyidagi xususiyatlarga ega:
1. Vorteks shovqini:Odatda 500-5000 Gts ni tashkil etuvchi sovutish fanining pichoqlari uchlarida hosil bo'ladigan keng polosali shovqin. Havo oqimi hajmining 20% ga oshishi vorteks shovqinining ovoz kuchini 8-10 dB ga oshirishi mumkin.
2. Turbulent shovqin:Issiqlik moslamasi qanotlari orasidagi havo oqimini ajratish natijasida hosil bo'lgan tasodifiy shovqin. Uning tovush bosimi darajasi shamol tezligining 5 yoki 6 kuchiga mutanosib. Muayyan inverter modeli uchun 40 daraja atrof-muhit haroratida sovutish tizimining shovqini 25 darajaga qaraganda 4 dB (A) yuqori.
3. Hushtak effekti:Shamollatish chetlaridagi havo oqimining tebranishlaridan kelib chiqadigan bir-chastotali shovqin, odatda yomon moʻljallangan shkaflarda uchraydi. Oddiy amaliy tadqiqot shuni ko'rsatdiki, to'rtburchaklar ventilyatorlarni toraytirilgan dizaynga o'zgartirish shovqinning eng yuqori chastotasini 1,2 kHz dan 4 kHz -odam eshitishiga sezgir bo'lmagan diapazonga o'zgartirgan.
Aerodinamik shovqinni optimallashtirish suyuqlik dinamikasini yaxshilashni talab qiladi. Orqaga egilgan santrifüj ventilyatorlar, soddalashtirilgan kanallar va teshilgan plastinka susturuculari kabi texnikalar sezilarli natijalar beradi. Maʼlumotlar markazini qayta jihozlash loyihasi eksenel fanatlarni aralash oqimli fanatlar bilan almashtirgandan soʻng VFD bankidan umumiy shovqinning 7 dB ga kamayganini koʻrsatdi.
IV. Maxsus sharoitlarda shovqin hodisalari
An'anaviy shovqin manbalaridan tashqari, muayyan sharoitlar alohida shovqinlarni keltirib chiqarishi mumkin:
1. Tashuvchi chastotasi garmonik shovqin:PWM tashuvchisi chastotalari (odatda 2-16 kHz) inson qulog'ining sezgir diapazoniga tushganda, motorlar teshuvchi metall tovushlarni chiqarishi mumkin. To'qimachilik fabrikasida tashuvchining chastotasini 8 kHz dan 14 kHz gacha sozlash ishchilar tomonidan bildirilgan noqulaylikni sezilarli darajada kamaytirdi.
2. Rulman oqimi shovqini:Umumiy{0}}rejim kuchlanishi dvigatel podshipniklarida “chertish” tovushi bilan birga razryad korroziyasini keltirib chiqaradi. Izolyatsiya qilingan podshipniklar yoki umumiy{2}}rejim filtrlari buni samarali hal qilishi mumkin. Qog'oz ishlab chiqarish liniyasi magnit filtrlarni o'rnatish orqali bunday shovqinning 90 foizini yo'q qildi.
3. Kabel rezonans shovqini:Uzoq kabellar va inverter chiqishi harmoniklari o'rtasidagi o'zaro ta'sir natijasida yuzaga keladigan doimiy to'lqin hodisalari. Chiqish reaktorlari yoki sinus to'lqin filtrlaridan foydalanish buni yaxshilashi mumkin. Oddiy bir holatda, 300 metrli kabelning oxirida shovqin filtrlashdan keyin 92 dB dan 75 dB gacha kamaydi.
V. Shovqinni nazorat qilishning kompleks yechimlari
Shovqinni toʻliq nazorat qilish uchun tizim{0}}darajadagi yechimlar talab qilinadi:
1. Manba nazorati:Kam{0}}shovqinli invertorlarni (masalan, uch{3}}darajali topologiyadan foydalanadiganlar) tanlang va kommutatsiya yoʻqotishlarini kamaytirish uchun SiC/GaN kabi keng diapazonli qurilmalarga ustunlik bering. Sinov shuni ko'rsatadiki, SiC inverterlari an'anaviy IGBT inverterlariga qaraganda 10-15 dB kamroq shovqin chiqaradi.
2. Yo‘lni boshqarish:Shovqin sezgir hududlar uchun{0}}tovush o‘tkazmaydigan korpuslar (qo‘shish yo‘qotilishi 25 dB dan katta yoki unga teng) va susturucular (pastlash 15-20 dB) kabi choralarni qo‘llang. Kasalxonaning tasvirlash bo'limida VFD uchun korpus o'rnatilgandan so'ng, ichki shovqin 65 dB dan 42 dB gacha kamaydi.
3. Qabul qiluvchining-Yon himoyasi:Masofani pasaytirish (tovush bosimi darajasi masofa kvadratiga teskari pasayadi) uchun uskuna tartibini optimallashtirish. Bir vaqtning o'zida 85 dB dan oshiq muhitda quloq tiqinlarini qo'yish orqali xodimlarning eshitish himoyasini kuchaytiring.
Texnologik yutuqlar bilan zamonaviy invertorlar ko'p maqsadli optimallashtirish dizayni orqali shovqinni boshqarishga erishadi. Misol uchun, brendning so'nggi modeli bir vaqtning o'zida elektromagnit moslashuv, issiqlik boshqaruvi va akustik dizaynni taqlid qilib, umumiy shovqinni 65 dB(A) dan past ushlab turadi. Kelajakda faol shovqinni bostirishda sun'iy intellektni qo'llash inverter shovqin muammolarini yanada kengroq hal qilishni ta'minlashi kutilmoqda.