Düşük Sesli Elektrik Motoru Seçimi: Gürültü Nereden Gelir, Hangi Karar Sesi Azaltır?

Bir otelin çatısındaki egzoz fanı gece 23.00'ten sonra şikâyet almaya başlar. Ölçüm yapılır, fanın 2 kutuplu motorla doğrudan akuple çalıştığı görülür. Motor arızalı değildir; sadece yanlış yerde, yanlış devirdedir. Kasnaklı tahrike geçilip 4 kutuplu bir motor takıldığında aynı debi için fan çarkı yavaşlamaz ama motorun kendi uğultusu ve soğutma fanının hışırtısı belirgin şekilde azalır. Düşük sesli elektrik motoru arayışının çoğu böyle başlar: sorun "gürültülü motor" diye tarif edilir, çözüm ise çoğu zaman seçim aşamasındaki birkaç karardadır.

Aşağıda sesi gerçekten etkileyen kararları, önem sırasına göre ve sahada karşılaştığımız örneklerle ele alıyoruz.

Önce sesin nereden geldiğini ayırt edin

Çalışan bir asenkron motordan duyulan ses tek bir kaynaktan gelmez. Pratikte üç bileşen vardır:

• Manyetik uğultu: Stator ile rotor arasındaki manyetik kuvvetlerin sacı titreştirmesinden doğar; şebeke frekansının katlarında, düz ve tonlu bir sestir.
• Hava sesi: Mil üzerindeki soğutma fanı ve gövde kanatçıkları arasından geçen hava üretir. Devirle çok hızlı artar; 2 kutuplu motorlarda baskın olan genellikle budur.
• Mekanik ses: Rulmanlar, balans kusuru, gevşek parçalar ve motorun bağlı olduğu makine.

Basit bir saha testi işe yarar: motoru çalışırken şalterden kesin ve sesi dinleyin. Enerji kesildiği anda kaybolan tonlu ses manyetik kaynaklıdır. Motor yavaşladıkça azalan hışırtı fandan gelir. Motor dururken bile devam eden ya da yavaşlarken artan ses ise çoğunlukla montaj, kaplin veya tahrik edilen makineyle ilgilidir; bu durumda motoru değiştirmek sorunu çözmez.

Kutup sayısı: sesi en çok değiştiren tek karar

Soğutma fanının kanat uç hızı devirle doğru orantılı, ürettiği ses gücü ise bu hızla çok daha dik bir eğriyle artar. Bu yüzden aynı güçte 2 kutuplu (yaklaşık 3000 d/d) bir motor, 4 kutuplu (yaklaşık 1500 d/d) muadilinden neredeyse her zaman daha yüksek seslidir. Ses hassasiyeti olan fan, pompa ve klima santrali uygulamalarında ilk soru şudur: bu iş 4 ya da 6 kutupla yapılabilir mi?

Bu tercihin mekanik bir bedeli vardır ve hesaba katılmalıdır. Tork yaklaşık 9550 × kW / d/d ile bulunur. 7,5 kW'lık motor 2 kutupta yaklaşık 24 Nm verirken 4 kutupta yaklaşık 48 Nm verir; yani daha düşük devirli motor daha büyük gövdeli olur, mil ve rulman ölçüsü değişir. Doğrudan akuple bir pompada devri düşürmek pompanın kendisini de değiştirmek demektir. Kayışlı bir fanda ise çoğu zaman kasnak oranını yeniden hesaplamak yeterlidir.

Gövde malzemesi ve yük noktası

Pik döküm gövde, kütlesi ve iç sönümü sayesinde manyetik titreşimi alüminyum gövdeye göre daha az yayar. Küçük güçlerde fark sınırlıdır, orta ve büyük güçlerde ise kulakla da fark edilir. Malzemenin maliyet tarafını pik döküm ve alüminyum gövde karşılaştırmasında ayrıca inceledik.

Sık yapılan bir hata, "rahat çalışsın, sessiz olsun" diye motoru bir iki kademe büyük seçmektir. Hafif yükte çalışan büyük motorun manyetik uğultusu azalmaz, soğutma fanı ise daha büyüktür. Sonuç çoğu zaman daha yüksek bir ses seviyesi ve düşük güç faktörüdür. Motor, işletme noktasında anma gücünün makul bir oranında yüklenecek şekilde seçildiğinde hem ses hem verim açısından daha dengeli çalışır.

Sürücüyle çalışan motorlarda ince uğultu

Frekans konvertörüyle beslenen bir motorda, şebekeden doğrudan beslenmeye göre farklı bir ses duyulur: taşıyıcı frekansın ürettiği ince, tiz bir ıslık. Bu ses motor arızası değildir. Sürücüde taşıyıcı frekansı yükseltmek sesi insan kulağının daha az duyarlı olduğu bölgeye kaydırır; buna karşılık sürücüdeki anahtarlama kayıpları artar ve sürücünün akım kapasitesi düşebilir. Bu ayar mutlaka sürücü üreticisinin tablosuna göre yapılmalıdır.

Sürücünün getirdiği bir avantaj da vardır: gece saatlerinde debiyi azaltıp devri düşürmek, fan sesini hem motorda hem tahrik edilen çarkta birlikte azaltır. Yalnız, milde fanı olan (IC411) motorlarda uzun süre düşük devirde çalışma soğutmayı zayıflatır; bu çalışma profili varsa harici fan ihtiyacı sipariş öncesinde değerlendirilmelidir.

Sesin kaynağı motor değil de montajsa

Şikâyet edilen seslerin önemli bir kısmı motorda başlamaz. Tek ayağı kaideye tam oturmayan motor (yumuşak ayak), ince sacdan yapılmış ve kendi rezonansı motor devrine denk gelen bir şase, fazla gerilmiş kayış ya da hizası kaçmış bir kaplin, sessiz bir motoru da gürültülü hale getirir. Böyle bir durumda mil hizasını kontrol etmek için kaplin seçimi ve mil hizalama rehberine göz atabilirsiniz. Titreşim değerlerinin hangi aralıkta kabul edilebilir olduğu ise titreşim kabul değerleri yazımızda ayrıntılı olarak anlatılıyor.

Pratik önlemler basittir: motoru rijit ve düz bir kaideye oturtmak, gerekiyorsa şase ile bina arasına titreşim izolatörü koymak, kanal bağlantılarında esnek manşon kullanmak ve kayış gerginliğini üreticinin değerine ayarlamak.

Sipariş öncesinde netleştirilmesi gerekenler

"Sessiz bir motor istiyoruz" talebi tek başına karşılanabilir bir şartname değildir. Teklif isterken şu bilgileri yazmak doğru ürünü hızla bulmayı sağlar:

• İzin verilen ses sınırı ve bu değerin hangi mesafede, ses gücü mü ses basıncı mı olarak istendiği (bu ayrımın neden önemli olduğunu ses gücü ve ses basıncı farkını anlatan yazıda bulabilirsiniz),
• Uygulama, devir veya kutup sayısı ve gerçek işletme gücü,
• Sürücüyle çalışıp çalışmayacağı ve devir aralığı,
• Montaj şekli, ortam sıcaklığı ve motorun kapalı bir hacimde mi açık alanda mı olacağı.

Referans vermek gerekirse, HEM Motor kataloğundaki üç fazlı serilerde ses seviyesi güce, kutba ve gövdeye bağlı olarak yaklaşık 58–75 dB(A), IE5 1500 d/d ailesinde yaklaşık 52–70 dB(A) aralığındadır. Rotorlar G2.5 / G6.3 sınıfında dinamik balanslanır ve titreşim hedefi yaklaşık 1,8 mm/s ve altıdır. Kesin değer her model için test raporunda yer alır.

Kısaca

Ses sorununu çözmenin sırası çoğu zaman şudur: kaynağı ayırt etmek, devri mümkün olduğunca düşürmek, motoru doğru yükte çalıştırmak, sürücü ayarını ve montajı düzeltmek. Uygulamanızdaki ses sınırı ve çalışma koşullarıyla birlikte teknik ekibimize ulaşırsanız uygun kutup ve gövde seçeneğini birlikte değerlendirebiliriz.

Sıkça Sorulan Sorular

2 kutuplu motoru 4 kutupluyla değiştirirsem ses ne kadar azalır?

Kesin fark güce ve gövdeye göre değişir, ancak aynı güçte 4 kutuplu motor genellikle belirgin biçimde daha düşük ses verir çünkü soğutma fanı yarı hızda döner. Değişiklik öncesinde tahrik edilen makinenin devir ihtiyacı ve kasnak ya da redüktör oranı yeniden hesaplanmalıdır.

Motorun üzerine ses yalıtım kılıfı geçirmek çözüm müdür?

Kapalı bir kılıf sesi azaltabilir ama motorun soğutma havasını da keser ve sargı sıcaklığını yükseltir. Kabin gerekiyorsa havalandırma yolu hesaplanmış, motorun ısısını dışarı atan bir akustik muhafaza tasarlanmalı ve ortam sıcaklığı buna göre değerlendirilmelidir.

Yeni motor ilk günlerde sessizdi, sonra ses arttı; neden olabilir?

En sık nedenler kaide cıvatalarının gevşemesi, kayışın ilk alışma döneminde uzaması ve kaplin hizasının kaymasıdır. Ses rulman kaynaklı bir hırıltıya dönüştüyse yağlama durumu ve montaj sırasında mile darbe gelip gelmediği kontrol edilmelidir.

Sürücü taşıyıcı frekansını artırmak motora zarar verir mi?

Motor açısından genellikle sorun oluşturmaz, hatta akım dalgalanması azaldığı için sargı ısısı biraz düşebilir. Asıl etki sürücü üzerindedir: anahtarlama kayıpları artar ve sürücünün sürekli akım değeri düşebileceğinden seçim sürücünün tablosuna göre kontrol edilmelidir.