如何消除直流電機的噪音？

直流電機通過換向器電刷來連通電源，當(dāng)電流流過線圈時，磁場產(chǎn)生力，而力使直流電機轉(zhuǎn)動產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，有刷直流電機的速度通過改變工作電壓或磁場強度來實現(xiàn)，有刷電機往往會產(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，電氣噪聲會干擾電機電路，從而導(dǎo)致電機運行不穩(wěn)定。直流電機產(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，電噪聲可能會影響電路的有效性，這些噪音可導(dǎo)致機器的簡單退化。

電機運行時，在電刷和換向器之間偶爾會產(chǎn)生火花， 火花是產(chǎn)生電氣噪音的原因之一，特別是當(dāng)電機啟動時，相對較高的電流會流入繞組， 較高的電流通常會導(dǎo)致較高的噪聲。電刷在換向器表面上保持不穩(wěn)定，電機的輸入比預(yù)期的要高得多時，也會發(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，也會導(dǎo)致電流不穩(wěn)定。

電磁輻射干擾會耦合到電機的電路部分，導(dǎo)致電機電路故障和性能下降，電磁干擾的水平取決于各種因素，如電機的類型(有刷或無刷)，驅(qū)動波形和負(fù)載。通常，有刷電機會比無刷電機產(chǎn)生更多的電磁干擾，無論哪種類型，電機的設(shè)計都會極大地影響電磁泄漏，小型有刷電機有時會產(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。

電源的另一個噪聲源是電源，由于電源的內(nèi)部電阻不為零，在每個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)，不恒定的電機電流會轉(zhuǎn)化為電源端子上的電壓紋波，直流電機會在高轉(zhuǎn)速運行過程中產(chǎn)生噪音。為了減少電磁干擾，電機盡可能放置在遠(yuǎn)離敏感電路的地方。電機的金屬外殼通?？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。

電機產(chǎn)生的電磁信號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斷開產(chǎn)生的尖峰電壓，同時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)計性能和濾波效果。兩個電感和兩個電容構(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電路的的沖擊。

結(jié)論

為了降低電磁干擾水平，應(yīng)將電機放置在盡可能遠(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濾波器可以進一步提高噪聲過濾性能。