Почему гудит автомат электрический: Почему гудит автомат в щитке под нагрузкой

Почему гудит автомат в щитке под нагрузкой

В каждом электрощитке обязательно устанавливаются автоматические выключатели. Исправные аппараты при работе не издают никаких звуков, но иногда из щита начинают доноситься различные звуки — гул и треск, а ещё он может начать нагреваться. В чём причина треска и почему гудит автомат в щитке? Необходимо срочно заменить защитное устройство или это необходимо сделать только в том случае, если шум мешает жителям дома?

Причины. Что издает странные звуки?

Если автомат подключён к сети, но при этом ток, протекающий через него невелик, звуки из него практически не слышны. Причиной того, почему гудит автомат в щитке при нагрузке, являются особенности конструкции устройства.

Гудит автоматический выключатель

Гудеть автомат в щитке может только из-за электромагнитного расцепителя, защищающего линию от короткого замыкания. Он состоит из электромагнита с подвижным сердечником. Катушка расцепителя включена последовательно с контактами аппарата и при превышении тока над уставкой защиты подвижная часть соленоида притягивается к неподвижной, что приводит к отключению автомата.

Причина того, почему гудит автомат в щитке под нагрузкой, заключается в том, что ток в сети переменный с частотой 50 Гц. Это вызывает колебания катушки и сердечника аналогично гудению сетевых трансформаторов.

В полностью исправном аппарате амплитуда колебаний незначительная и шум практически не слышен, но в течение срока службы устройства крепление расцепителя может ослабнуть и величина колебаний и звук увеличиваются. Это делает его более заметным, особенно при силе тока, близкой к номинальному току автомата.

Автомат трещит под нагрузкой

Треск, который слышен из аппарата, всегда свидетельствует о наличии искр. Чаще всего они возникают при износе подвижного и неподвижного контактов или клемм в месте подключения проводов.

Если в исправном аппарате все места соединений плотно прилегают друг к другу, то при подгорании клемм подключения или контактной группы электрический ток проходит через копоть, воздушный промежуток или точечное касание токопроводящих элементов.

Протекание тока через повреждённые места всегда сопровождается нагревом и дальнейшим разрушением соединений и если этот процесс зайдёт достаточно далеко, то к нему добавляются искры и сопровождающий их треск.

Поэтому такой звук свидетельствует о необходимости немедленного отключения и замены автоматического выключателя. В противном случае возможен не только выход устройства из строя, но и его возгорание и разрушение всего электрощитка.

Причины нагрева

Любой автоматический выключатель нагревается во время работы. Причина этого явления — встроенная тепловая защита, отключающая автомат при перегрузке.

Действующим элементом этого расцепителя является биметаллическая пластинка, которая изгибается при нагреве. Конец пластины давит на механизм выключателя, что приводит к срабатыванию защиты.

Нагрев теплового расцепителя происходит при протекании по нему электрического тока, из-за чего автомат всегда немного теплее окружающей среды, однако его температура не должна превышать 60-70°С.

Если корпус аппарата нагрет выше допустимой температуры и при этом происходит частое отключение устройства без превышения нагрузки на линии, то причиной перегрева, скорее всего, является плохой контакт подключённых проводов в клеммах устройства.

Что делать если гудит, трещит или греется автоматический выключатель

Гул, треск, перегрев или частое отключение аппарата свидетельствуют о различных неисправностях, которые нужно устранить или заменить сам автомат. Необходимые действия при этом зависят от конкретных проявлений неисправности.

Гул в корпусе

Чаще всего эта проблема не требует каких-либо действий, особенно если автоматический выключатель находится в нежилом помещении. Причиной, почему гудит автомат, являются ослабшие крепления деталей электромагнитного расцепителя, что не влияет на защитные свойства устройства.

Если звук, раздающийся из корпуса, мешает спать или слушать телевизор, то устройство необходимо заменить. Ремонт в данной ситуации возможен только при разборке корпуса, что не предусмотрено фирмами-производителями.

Треск при работе

Этот звук указывает на плохой контакт между контактами или в клеммах. Для определения места неисправности нужно осмотреть клеммы и провода. В данной ситуации возможны два варианта:

• Клеммы не оплавились, изоляция проводов без изменений. В этом случае треск вызывают изношенные контакты контактной группы, заменить или отремонтировать их невозможно и автоматический выключатель необходимо заменить.
• Потемнел или оплавился пластик возле одной из клемм, изоляция провода так же обгорела или потемнела. Такие признаки указывают на плохой контакт и(или) плохо зажатые провода. Скорее всего, аппарат придётся заменить, но перед тем, как поменять автомат в щитке, проблему можно попробовать решить путём удаления повреждённого участка провода и повторного подключения его к автомату. После ремонта следует периодически наблюдать за аппаратом и заменить его при первых признаках подгорания клемм.

Информация! Треск и перегрев могут сопровождаться запахом дыма или горелой пластмассы.

Перегрев корпуса или частое отключение защиты

Такая ситуация так же может возникать при плохом контакте внутри устройства или в клеммнике, однако место перегрева не всегда можно определить по состоянию изоляции.

В этом случае неисправную клемму можно определить на ощупь, по температуре оболочки проводов. Изоляция возле ослабленного подключения теплее остальных и эту клемму необходимо дополнительно зажать отвёрткой.

Вывод

Причиной того, почему гудит автомат в щитке, а так же греется или трещит, может быть серьёзная неисправность устройства и игнорирование этих проблем может привести к выходу аппарата из строя и даже к его возгоранию и даже пожару.

Поэтому при появлении необычных звуков или запахов необходимо произвести тщательный осмотр устройства и принять решение о возможности его дальнейшей эксплуатации.

Похожие материалы на сайте:

• Выбор автоматического выключателя
• Номинальный ток автомата
• Как читать маркировку на автоматах

Что делать, если гудит, трещит или греется автоматический выключатель? – Энциклопедия домовладельца

От своевременно поставленного диагноза пациент быстрее вылечится, а вовремя обнаруженная проблема в автоматике «вылечит» Вашу электросеть. Что делать, если из щитка слышны гудки и потрескивания? Как ни странно, но такая проблема возникает достаточно часто, и в основном, из-за неисправности автоматического выключателя.

От чего гудит, и что делать в такой ситуации?

Дело в том, что в сети течет переменный ток с частотой в 50Гц, это значит, что электроны, двигаются по жиле равномерными волнами возникающими 50 раз в секунду. За счет такого движения возникает вибрация токопроводящих деталей, чей звук Вы слышите.

Человеческое ухо улавливает любой звук (колебание воздуха) в диапазоне от 20 Гц до 20 000 Гц. Микровибрация на частоте 50 Гц вполне уловима для нашего слуха.

Колебания возникают из-за плохого контакта токопроводящих частей. Такая проблема часто появляется вследствие заводского брака или ударов и падений при транспортировке, неаккуратном хранении и т.д.

Обычно, продолжительный гудок не значит, что в критический момент защита откажет, но все же характерный звук говорит о неисправности. В таком случае лучше сделать замену, даже если Вы сами проверяли работоспособность и знакомый электрик говорил, что «ничего страшного, это нормально».

Любая, даже мелкая, неисправность часто вызывает отказ расцепителя в критической ситуации.

Учитывая, что автоматический выключатель, даже от хорошего немецкого бренда, сейчас легко купить за какие-то 5$, лучше так и сделайте. Можно легко в этом убедиться — на сайте интернет магазина электротехники Аксиом+ всегда актуальные цены на немецкие автоматы Hager. Это небольшая цена за защиту от перегрузок и коротких замыканий, часто провоцирующих пожары.

Вместе с гудением, иногда также ощущается легкое дрожание корпуса.

Что делать при возникновении вибраций?

Они часто появляются от воздействия тока на катушку или биметаллическую пластину, вследствие чего возникает электромагнитное поле, действующее как электрический магнит, на металлические детали внутри. Электромагнитное воздействие провоцирует вибрации.

Даже если колебания почти незаметны, это тоже неисправность. Если при касании пальцем к корпусу, Вы ощущаете легкую дрожь, значит механизм внутри с дефектами, что опасно для дальнейшей эксплуатации. В таком случае настоятельно рекомендуется сделать замену.

Чисто теоретически автоматический выключатель может прослужить Вам еще несколько лет, но нет никакой гарантии, что при КЗ разорвется цепь. Тем более постоянная вибрация со временем сильнее расшатает соединения, от чего автомат будет заедать, ложно срабатывать или вообще выйдет из строя. В любом случае, это опасно, потому в ближайшее удобное время замените его на новый. Хуже вибраций только потрескивание. В таком случае замена нужна немедленно.

Если автомат трещит, чем это опасно?

Вы, наверняка и сами догадываетесь, что потрескивание — это звук от искрения внутри корпуса. Чаще всего его главная причина — ослабленный контакт токоведущих элементов.

В большинстве случаев трещание возникает из-за поломок внутри или недостаточной затяжки проводов в клеммах. Из-за этого часто загорается изоляция проводов, и оплавление переходит на горючий пластиковый корпус.

Если слышите потрескивания, скорее делайте замену. Не тяните, потому что очень высокая вероятность возникновения пожара. Притом, источником возгорания квартиры часто становится именно щиток.

Искры постепенно оплавляют пластиковый корпус, от чего он начинает дымиться и воспламеняться. Из-за деформаций могут соприкоснуться противоположные контакты, из-за чего возникнет КЗ и начнет гореть вся проводка.

Трещание — это первый признак опасности, и в таком случае требуется обязательная замена автомата.

В редких случаях будет достаточно переустановки. Например, если трещали клеммы из-за слабой затяжки, то автомат нужно демонтировать и установить повторно. После этого, внимательно за ним наблюдайте. Если потрескивание все равно повторяется — меняйте на новый.

Помимо трещания, пользователи часто воспринимают в качестве проблемы также нагревание корпуса. Но, это не всегда говорит о неисправности.

За счет чего автомат греется?

Дело в том, что все бытовые серии работают на термомагнитном расцепителе. При нагрузке он нагревается и как только температура превысит допустимое значение, контактная пластинка деформируется и приводит в действие механизм расцепления, разрывающий цепь.

Справедливости ради стоит сказать, что под нагрузкой греются все автоматы и это нормальное явление. Чем выше нагрузка, тем больше нагревается расцепитель и быстрее разрывает цепь. Например, если автомат на 20А начнет пропускать 23А, то через полчаса он отключит сеть, при 25А — это произойдет через 5 минут и так далее. Причин сильного нагревания встречается несколько:

• Плохое состояние контактов — при ослаблении контактной планки ухудшается базовая пропускная способность, от чего она начинает сильно греться;
• Износ механизма расцепления — со временем детали изнашиваются, снижаются их базовые характеристики, в том числе и пропускная способность;
• Плохая сборка — у низкокачественных автоматов, как правило, характеристики ниже заявленных. Они не пропускают максимальный ток, на который рассчитаны, из-за чего сильно нагреваются;
• Высокая нагрузка — на защиту от перегрузки реагирует тепловой расцепитель, и ему нужно время, чтобы нагреться, а вместе с ним греется и пластиковый корпус.

У каждого производителя собственные стандарты допустимой температуры нагревания, но обычно это от +55°C до +70°C, что безопасно для эксплуатации. Проверить предел нагревания Вы всегда можете в техническом паспорте.

Если Вы замечаете, что уровень нагревания заметно выше, чем +70°C, и на корпусе видны легкие следы оплавления или заедает рукоятка, тогда это аварийный случай. В такой ситуации, лучше замените автомат на новый. Если проигнорируете, то в лучшем случае выгорит щиток, в худшем — случится пожар в квартире.

При возникновении любой из проблем, замените автомат. Не рискуйте, и не пробуйте его ремонтировать.

Почему нельзя ремонтировать автомат своими руками

Дело в том, что никакой бытовой автомат не предназначен для ремонта вообще. Исходя из относительно небольшой себестоимости, производители просто не рассматривают такой вариант так, как он экономически нецелесообразен.

Премиальные серии популярных в быту 16-амперных однофазных Hager или Eaton стоят меньше 10 долларов. Даже при легкой поломке, дешевле будет его выбросить и заменить на новый, чем ремонтировать. Этим никакой сервисный центр не занимается, и Вы не пробуйте.

После самостоятельного «ремонта» последствия могут быть хуже, чем до него. Вам придется открыть корпус, а значит нарушить целостность конструкции. Вероятность того, что после этого механизм расцепления будет работать исправно, мизерная. Тем более, после разборки там уже ничего не будет надежно держаться, а значит авария может случиться в любой момент.

Даже такая мелкая (на первый взгляд) поломка, как выпавшая рукоятка говорит о механических дефектах. Они часто возникают вследствие повреждений при транспортировке. Нет никакой гарантии, что все остальное внутри исправно, потому ставить такую защиту к себе в щиток опасно.

Иногда главная причина поломки — заводской брак, что часто встречается у китайских производителей.

Почему китайские автоматы такие ненадежные?

Все понимают, что единственное преимущество «китайцев» — низкая стоимость. Но, достигается она, как раз за счет экономии на материалах. У бюджетных китайских моделей — дешевое все: пластик, металл, механизмы расцепления.

У самых «трешовых» моделей часто отсутствует дугогасительная камера. Так что, при высоких нагрузках они не искрятся, а сразу горят.

Все эти удешевления рано или поздно вылезут боком. Например, даже из-за элементарной экономии на заклепках теряется прочность всей конструкции. В результате, некоторые детали со временем отпадают, ослабевает механизм взвода. Из-за этого возникают перечисленные выше проблемы, и в скором времени потребуется замена.

На «китайцев» часто ругаются электрики. По факту, если взять самые дешевые из них и разобрать, чтобы посмотреть что там внутри, то Вы удивитесь, как они вообще работают. Обычно у них облегченная конструкция, тонкие пружины, силовые контакты еле держатся и другие явные проблемы. Это не внушает доверия.

Еще хуже китайские подделки известных брендов, реализуемые ниже стоимости оригиналов. К сожалению, на рынке СНГ их очень много. Вполне закономерно, что больше всего подделок у самого популярного бренда — ABB. Это шведско-швейцарский производитель, выпускающий достаточно качественные автоматы. Соответственно, Вы сами должны понимать, что они не будут слишком дешевыми.

Для достижения высокой надежности и качества расцепителей нужны более дорогие металлы: напыление серебра, золота и пр. Кроме того, европейцы обычно не экономят на материалах. Там точно будет стоять дугогасительная камера и будет сделан теплоотвод. А это все увеличивает себестоимость, потому нет хороших автоматов дешевле, чем 3$.

Как выбрать хороший автоматический выключатель

Вы наверняка уже поняли, что прежде всего стоит обратить внимание на европейских производителей. Их все знают: Hager, Schneider, ABB, Eaton и другие. Даже их бюджетные серии на голову выше китайских аналогов.

Дешевле — значит хуже?

Здесь важен один момент, понятие «бюджетный» у европейцев и китайцев отличается. Если китайцы ради удешевления экономят на материалах, то у их европейских коллег иной подход:

• Вместо двух самозажимных клемм поставить одну. Из-за этого сложнее монтаж, но не снижаются характеристики;
• Убрать цветовые индикаторы. Они не всегда необходимые дома, но зато себестоимость производства получается дешевле;
• Отсутствие возможности подключения аксессуаров. Без дополнительных разъемов, цена будет меньше.

Получается, что в итоге «начинка» становится более простой, но не менее качественной. Потому, если и покупаете бюджетное, старайтесь не брать «Китай».

А у «топовых» производителей разве нет брака?

У «европейцев» очень редко, но тоже попадается брак. Потому, перед покупкой сделайте визуальный осмотр:

• Корпус должен быть целым, все крепления на месте, а клеммы не расшатаны. Если не все в порядке, значит, вероятно, его роняли или еще хуже — разбирали. Тогда, возьмите что-нибудь другое;
• Все маркировки и логотип бренда наносятся лазером, потому не должны стираться. Если краска немного смазана или затерта, то это скорее всего подделка;
• Хороший автомат не должен быть слишком легким. Чем больше вес, тем больше металла производитель использовал в механизме, а значит выше надежность;
• Поклацайте рукоятку. Она должна менять положение со средней силой нажатия. Если заедает или передвигается слишком легко, то это говорит о дефектах в конструкции.

Также обязательно загляните в технический паспорт, чтобы посмотреть на отключающую способность. Это главный показатель надежности.

Что такое отключающая способность?

Это один из параметров, измеряемый в килоамперах (кА). При коротких замыканиях по сети начинает течь очень высокий ток. Отключающая способность показывает, при каком максимуме среагирует расцепитель. Если ток КЗ будет выше — защита не сработает.

Обычно в бытовых сетях ток КЗ не превышает 3 кА, что отвечает минимальным указанным характеристикам. Но, чем выше показатель — тем лучше. Дело в том, что для увеличения отключающей способности производителю приходится применять более качественный металл, за счет чего повышается надежность.

В ЕС действует стандарт, согласно которому отключающая способность должна быть не ниже 6кА. В странах СНГ нет четкого требования, но негласным стандартом считается 4,5кА. Лучше возьмите 6кА или больше, Вы хоть и немного переплатите, но зато будете уверены в надежности. Обычно цена таких автоматов на 25-30% выше, но в пересчете на стоимость, разница составит всего пару долларов.

Сравнить актуальные цены на автоматические выключатели рекомендую на сайте официального дистрибьютора большинства мировых брендов по автоматике и релейному оборудованию — это профильный инернет магазин компании АксиомПлюс — если не самый крупный, то один из них, и точно самый старый в Украине.

Выбрав хороший автомат изначально, Вы обезопасите себя от потенциально опасных проблем: потрескиваний, гудков, вибраций и пр. Если они проявляются на уже установленных модулях, вероятно пришло время замены. По крайней мере, это единственный способ защититься от последствий; выгорания щитка, поломки бытовой техники и возникновения пожара.

Наш канал в Телеграм

Шум электродвигателя: Как определить причину и найти решение

В этой статье:

• Магнитный шум
• Механический шум
• Шум ветра

---

Определить источник шума в электродвигателе часто бывает сложнее, чем устранить его. Однако методичный исследовательский подход может сузить возможности и облегчить решение проблемы — с одной оговоркой. Если шум вызван чем-то в конструкции двигателя (например, производственным дефектом или аномалией), решение может быть невозможным или нецелесообразным. Имея это в виду, давайте рассмотрим основные источники шума в электродвигателях — магнитный, механический и аэрационный, а также их причины и способы их уменьшения или устранения.

Магнитный шум

(Примечание. Все шумы возникают из-за механических сил, передающих волны давления через воздух, жидкости или твердые материалы. Компоненты частоты шума в диапазоне человеческого слуха обычно находятся в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц.) Магнитный шум в двигателе (также известный как «электромагнитный» или «электрический» шум) возникает из-за механических сил (например, давления), создаваемых притяжением и отталкиванием намагниченных частей в его переменном магнитном поле. Переменное магнитное поле возбуждает вибрацию и шум с удвоенной частотой сети (например, гул), но только при включенном двигателе. (Совет: если шум сразу прекращается после отключения питания, его источником является магнит.)

Магнитный шум, как правило, является вторым по величине источником шума для двух- и четырехполюсных двигателей (первым является ветер) и может быть основным для двигателей с шестью и более полюсами. Это в первую очередь связано с тем, что низкоскоростные сердечники имеют меньшую глубину статора, чем высокоскоростные сердечники с меньшим количеством полюсов (см. рис. 1), что делает их более восприимчивыми к деформации и приводит к большей амплитуде вибрации от меньших сил. Низкоскоростные двигатели с шестью или более полюсами подвержены более высокому уровню шума из-за меньших воздушных зазоров и эффектов эксцентриситета из-за неправильной посадки подшипника и корпуса.

Если магнитный шум является его основным источником, общий шум двигателя имеет тенденцию увеличиваться при приложении нагрузки (см. Таблицу 1). Обычно разница в общем уровне шума на холостом ходу и при полной нагрузке невелика для двух- и четырехполюсных двигателей, но может быть существенной для двигателей с шестью и более полюсами.

Разработчики двигателей управляют магнитным шумом, максимально увеличивая воздушный зазор (при сохранении приемлемого коэффициента мощности). Они также могут уменьшить магнитные силы, возникающие из-за изменений воздушного зазора, и в целом улучшить коэффициент мощности за счет использования более длинного сердечника для уменьшения плотности потока воздушного зазора.

Другое соображение заключается в том, что закрытые пазы никогда не вызывают увеличения магнитного шума, что объясняет, почему разработчики предпочитают роторы с закрытыми пазами. Они также предпочитают полузакрытые пазы с минимальными отверстиями для статоров с произвольной обмоткой, хотя более широкие отверстия пазов облегчают вставку обмоток.

Шум скольжения. Родственной формой магнитного шума является шум скольжения. Это относительно небольшое по объему низкочастотное биение высокочастотных компонентов может вызывать возражения, поскольку оно носит прерывистый характер. Будучи функцией проскальзывания, она более заметна под нагрузкой, при этом частота напрямую зависит от проскальзывания. Причины могут включать в себя открытый стержень ротора или концевое кольцо, но шум проскальзывания обычно связан с дефектом однородности короткозамкнутого ротора, устранением которого является новый ротор.

Перекос. Перекос пазов ротора снижает магнитный шум, но нет единого мнения об оптимальной величине или даже точном способе расчета его влияния на создаваемый шум. Распространенное предложение состоит в том, чтобы перекосить ротор, по крайней мере, один паз ротора или статора (в зависимости от того, у кого меньше пазов). Все, что меньше, не уменьшит заметно магнитный шум, а большие перекосы обычно ухудшают работу двигателя.

Неравномерный воздушный зазор. Неравномерный воздушный зазор вызывает неуравновешенное магнитное притяжение с более сильными магнитными силами в направлении минимального воздушного зазора (см. рис. 2). Это может деформировать статор, ротор и раму, создавая электромагнитные помехи. Запуск двигателя при пониженном напряжении — это простой диагностический инструмент. Например, если двигатель шумит при полном напряжении, но нормально звучит при половине номинального напряжения, сосредоточьтесь на воздушном зазоре и таких проблемах, как неправильно обработанный корпус или эксцентрик ротора.

Причины неравномерного воздушного зазора:

• Эксцентриковый ротор
• Эксцентриковый статор
• Изогнутый вал
• Шейки валов, обработанные не соосно корпусу ротора
• Корпуса подшипников (или подшипников скольжения) неконцентрические
• Концевой кронштейн к статору подходит не соосно
• Искаженный кадр

Производственные отклонения влияют на магнитный шум малоскоростных двигателей в большей степени, чем двухполюсные двигатели. Это связано с тем, что двигатели с четырьмя или более полюсами имеют гораздо меньший воздушный зазор, чем двухполюсные двигатели, что делает для них погрешность намного меньше. Например, воздушный зазор для шестиполюсного двигателя с наружным диаметром статора 22 дюйма (560 мм) может составлять 0,022 дюйма (0,55 мм), а для двухполюсного двигателя с такими же размерами статора — 0,055 дюйма. (1,4 мм).

Механический шум

Источники механического шума в двигателе включают незакрепленный сердечник статора; изношенные, поврежденные или плохо смазанные подшипники; и трение внутренних компонентов. Кроме того, любая конструктивная часть двигателя, которая возбуждается на собственной частоте, может стать источником воздушного шума.

Незакрепленный сердечник статора. Сердечник статора, незакрепленный в раме, будет вызывать жужжание. На двигателях с рамой из катаной стали это легко проверить, постукивая по внешней стороне рамы (корпуса) киянкой при работающем двигателе. Если постукивание деформирует прилегание рамы к сердечнику, уровень шума изменится или может даже исчезнуть. Строго говоря, источник этого шума магнитный, поэтому шум также прекратится при отключении питания.

Подшипники. Подшипники являются частым источником механического шума в двигателях. Чрезмерно шумные подшипники качения, например, могут быть связаны с неравномерностью шариков или роликов, дребезжанием держателей шариков или роликов, плохой обработкой поверхности или эксцентриситетом. Помимо ударного шума, эти условия могут привести к резонансному возбуждению корпусов подшипников, дефлекторов (дефлекторов) и других деталей, эффективно излучающих шум.

Некоторые источники шума подшипников различимы и легко идентифицируемы. Например:

• Бринеллирование производит низкий шум.
• Грязь в подшипниках вызывает резкий шум.
• Проскальзывание шариков или роликов при низких температурах при недостаточной смазке создает высокочастотный шум.
• Часто причиной прерывистого хлопка является смазка.

Шум в диапазоне частот от 100 до 300 Гц характерен для подшипников качения и может быть вызван прохождением шариков или роликов. Обычно этот шум имеет низкую амплитуду и не представляет физического вреда, если только он не возбуждает собственные частоты других частей двигателя и не вызывает разрушительную вибрацию.

Одним из способов снижения и подавления шума подшипников является предварительный осевой натяг подшипников с помощью шайбы с волнистой пружиной. Обычно шайба оказывает усилие на внешнее кольцо шарикоподшипника со свободным в осевом направлении (как правило, на неприводной конец), чтобы устранить внутренний зазор между ним и заблокированным подшипником. Это заставляет каждый шарик двигаться по одной и той же дорожке качения в каждом подшипнике, что снижает шум от грохота шариков внутри дорожки качения и сепаратора, а также снижает высокочастотную вибрацию. Преднатяг подшипника также улучшает динамическую балансировку за счет устранения люфта подшипника. Однако слишком большая предварительная нагрузка на подшипники вызывает низкочастотный шум и может привести к перегреву подшипников.

Шум трения в подшипнике возникает из-за недостаточной смазки. Это обеспечивает быстрый прерывистый контакт между двумя поверхностями скольжения, что вызывает сильную ударную вибрацию. Шум в месте контакта высокочастотный и похож на шипение воздуха. При передаче на резонансную часть внутри двигателя ударная вибрация издает визг.

Другие статьи о промышленных двигателях

---

Факторы Большой четверки, влияющие на состояние двигателя

Решения для испытаний и диагностики промышленных двигателей

Что нового в стандарте ремонта двигателей ANSI/EASA AR100-2020?

Протирка внутренних компонентов. Помимо изношенных или поврежденных подшипников, другими источниками механического шума в двигателе являются физическое трение внешнего вентилятора и крышки, внутреннего вентилятора и дефлекторов воздуха, а также ротора и статора. Исправление этих проблем требует правильного расположения вентиляторов и восстановления концентричности ротор-статор с надлежащими допусками.

Воздушный шум. Как упоминалось ранее, любая конструктивная часть двигателя может стать источником воздушного шума, если она возбуждается с достаточной энергией на собственной частоте. Например, вращательный дисбаланс сам по себе может не издавать слышимого воздушного шума, но может действовать как источник энергии для вибрации. Затем вибрация передается через опорную конструкцию и преобразуется в воздушные звуковые волны на резонансной составляющей, в результате чего вибрирующая часть кажется источником шума.

Если воздушный дефлектор, каплеуловитель или аналогичный компонент вибрируют, применение шумопоглощающего материала часто может преобразовать вибрационное движение в тепловую энергию за счет внутреннего трения материала. Примером этого может быть использование вулканизирующегося при комнатной температуре силикона RTV между воздушным дефлектором и концевым кронштейном для снижения шума.

Пористые звукопоглощающие материалы также могут уменьшить выбросы воздушного шума, создаваемого двигателем, за счет преобразования энергии звуковых волн, проникающих в их поры, в тепловую энергию. Поглощающая способность этих материалов увеличивается с их плотностью, толщиной и плотностью или структурой пор. Если возможно, барьер должен полностью закрывать источник. Потенциальным недостатком звукопоглощающего материала является то, что он может ограничивать поток воздуха или теплопередачу, тем самым повышая температуру двигателя.

Шум ветра

Шум ветра, который обычно составляет большую часть шума от электродвигателя, наиболее распространен в высокоскоростных (например, двух- и четырехполюсных) двигателях. Поскольку это вызвано турбулентным воздушным потоком на препятствиях рядом с вращающейся частью, которая перемещает воздух, лучший способ уменьшить его — свести к минимуму препятствия. Шум ветра отличается от большинства источников шума двигателя, потому что он возникает в воздушном потоке, а не в деталях двигателя. Обычно это широкополосный шум (широкий диапазон частот) практически без существенных компонентов чистого тона (синусоидальной формы волны).

Большая часть шума ветра от больших двигателей с открытым корпусом исходит от вращения стержней ротора, а не от охлаждающих вентиляторов или ребер. Из-за этого уменьшение диаметра охлаждающего вентилятора, вероятно, не приведет к значительному снижению шума, но может значительно уменьшить поток охлаждающего воздуха.

Большие открытые двигатели с радиальными вентиляционными каналами, проходящими через ротор и статор, могут создавать раздражающие чистые тональные компоненты шума воздушного потока, обычно с частотой выше 1000 Гц. Часто называемый эффектом сирены, этот шум возникает из-за внезапных прерываний воздушного потока, выходящего из радиальных каналов ротора. Смещение каналов ротора относительно каналов статора может помочь уменьшить громкость этого шума.

Для полностью закрытых двигателей с вентиляторным охлаждением (TEFC) уменьшение внешнего диаметра вентилятора или изменение типа вентилятора является хорошим способом снижения шума, особенно в однонаправленных приложениях. Но уменьшение диаметра вентилятора или вентиляционного канала приведет к более сильному нагреву двигателя, что сократит срок службы его смазки и обмотки. Увеличение зазора между вентилятором и стационарными частями или асимметричное расположение лопастей вентилятора также может уменьшить частотный шум лопастей вентилятора двигателя TEFC.

В заключение, воздух, обтекающий поверхности или обтекающий их, создает турбулентность, которая является потенциальным источником неприятного шума. С точки зрения дизайна воздушного потока, вот некоторые соображения, которые производители используют, чтобы избежать проблем с шумом от ветра:

• Устранить острые края и заусенцы на всех деталях, контактирующих с воздушным потоком.
• Сведите к минимуму резкие изменения направления воздушного потока.
• Держите граничные поверхности гладкими.
• Обеспечивает постепенное изменение поперечного сечения воздушного потока.

Эта статья впервые появилась в выпуске Plant Services за май 2021 года. Подпишитесь на услуги завода здесь.

Об авторе: Том Бишоп. сервисные фирмы. Бишоп является автором десятков технических статей и документов и провел множество семинаров по применению, техническому обслуживанию и ремонту электродвигателей. Кроме того, он является председателем Комитета по техническим услугам EASA и главным членом Комитета по обслуживанию электрооборудования Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA 70B). Свяжитесь с ним по адресу [email protected].

Почему электричество гудит?

Вполне вероятно, что эти коммунальщики слышат гул электричества.
(Изображение предоставлено Christine_Kohler через Getty Images)

Возможно, вы слышали его, когда включали свет, включали телевизор или шли рядом с линиями электропередач — этот характерный гул электричества. Но что же это за гул? И что более важно, является ли это признаком опасности?

Звук, издаваемый электричеством, известен как «гул сети» и возникает из-за способа производства электричества. Электроэнергия, поступающая от электростанций, использует переменный ток (AC), названный так потому, что ток меняет направление или чередуется много раз в секунду.

Количество смен тока в секунду зависит от стандарта конкретной страны (откроется в новой вкладке). В таких местах, как Соединенные Штаты, Канада и некоторые страны Центральной и Южной Америки, мощность переменного тока чередуется с частотой 60 герц или 60 раз в секунду. В большей части остального мира он чередуется с частотой 50 герц или 50 раз в секунду.

Родственный: Почему некоторые фрукты и овощи проводят электричество?

Гул, который вы слышите, обычно примерно вдвое превышает частоту используемой мощности переменного тока, по словам Гэри Вудса, профессора кафедры электротехники, вычислительной техники и инженерии Университета Райса в Техасе. Это означает, что в США электричество гудит на частоте 120 герц, или между си и си-бемоль на две октавы ниже среднего до. В Европе оно гудит на частоте 100 герц или между ля-бемоль. и G на две октавы ниже среднего C. 

Но что именно вибрирует, создавая этот гул? обычно это магнитный элемент внутри устройства. Например, когда вы находитесь рядом с линиями электропередач, вы можете услышать электрический гул, исходящий от электромагнитного устройства, называемого трансформатором, которое используется для снижения напряжения питания, когда оно проходит от электростанции к домам людей, поэтому высокое напряжение от электростанции не перегружает бытовую электронику.

«В трансформаторе есть индуктор, который представляет собой просто магнитный элемент — это электромагнит», — сказал Вудс Live Science. «Это часть утюг , вокруг которого намотана проволока. Это внутри каждого трансформатора.

«По причинам электротехники вам нужно иметь электромагнит внутри электроники, чтобы получить желаемую функцию», — сказал Вудс Live Science. «Итак, вы можете думать об этих магнитных элементах как о маленьких магнитах, и они питаются электричеством. И поэтому они включаются и выключаются [меняя полярность] 60 раз в секунду. на самом деле немного вибрирует».

То же самое происходит во всех видах электроники, от люминесцентных ламп до тостеров, сказал Вудс.

Причина, по которой сами линии электропередач могут гудеть, связана с другим явлением, называемым коронным разрядом . Этот гул, или разряд энергии, происходит, когда электрическое поле вокруг линий электропередач превышает то, что необходимо для запуска потока электрического тока из линии электропередач в окружающий воздух. Вероятность этого может зависеть от погоды, так как вода увеличивает проводимость воздуха. Большинство современных линий электропередач спроектированы так, чтобы избежать этой проблемы, по крайней мере, в сухих условиях. Если происходит коронный разряд, это может быть опасно; есть доказательства того, что коронный разряд может выделяют токсичные газы, такие как озон , которые могут повредить легкие человека при вдыхании.

СВЯЗАННЫЕ ЗАГАДКИ

Но является ли гудение сети в вашей электронике признаком опасности?

«Наверное, опасность — слишком громко сказано», — сказал Вудс. Этот гул обычно является нормальной частью работы электроники. Но иногда это может быть явным признаком того, что что-то не так.

«Если он никогда раньше не гудел, а вдруг начинает гудеть и становится все громче и громче, это, вероятно, означает, что внутри устройства есть какой-то элемент, который вот-вот выйдет из строя», — сказал Вудс.

«Однажды кондиционер в моем доме начал издавать 60-герцовый гул, — сказал Вудс. «Поэтому я позвонил мастеру по ремонту кондиционеров, и они сказали: «Нет, ничего». И я сказал: «Нет, я узнаю 60-герцовый гул, когда его слышу. Что-то не так». И вот они вышли, и, конечно же, внутри был плохой компонент», — сказал Вудс.

Первоначально опубликовано на Live Science.

Эшли Хамер — автор статей для Live Science, которая пишет обо всем — от космоса и квантовой физики до здоровья и психологии.