電動モーターの異音：原因と対策

からのハム音、うなり音、研削音。電動機を単に悪化させるだけではありません。この電気モーターのノイズ入門は、考えられる原因を認識するのに役立ちます。電気モーターが大きなノイズを発生する理由と、それに対して何ができるかを見ていきます。この短い記事は、静かな電気モーターは、一般的にはるかに健康的で、より効率的な電気モーターであるため、読む価値があります。電気機器のノイズと共振を理解することで、お金と時間を節約することができます。

電動モーターのこのノイズは何？

電気モーターの騒音について説明する場合、電気モーターが作動中に発する、望ましくない騒音を意味します。電気モーターは、電力を機械的な動きに変え、物を回転させるために開発されました。いくつかの音は規則的ですが、それが大きくなったり変化したりするとき、私たちはそれをモーター音と呼びます。このノイズは、一般的にモーター内の何かがかなり正しくないことを示す指標です。音は様々です。低音のハム音、けたたましいうなり音、あるいはガチャガチャ音などです。電気モーターのノイズの種類は、それぞれ異なる可能性のある原因を指摘することができます。自動車のように考えてみてください。新しいノイズは、通常、ボンネットの下を調べる時期であることを意味します。電気モーターも同じです。これらの音を理解することが第一歩です。電気モーターは複雑な電気機器です。電気モーターから発生する音は、空気伝搬音と呼ばれ、空気中を伝わって私たちの耳に届きます。また、共振が電気モーターの取り付け部や、電気モーターが接続されている機器に伝わる構造伝搬音であることもあります。一般的に、振動と騒音は一緒に発生します。ノイズのレベルも重要で、非常に静かな電気モーターでも、ノイズの種類が真新しい場合は問題が発生する可能性があります。

電動モーターの騒音はなぜ大問題なのか？

多少のモーター音は大した問題ではないと考えることもできる。しかし、電気モーターのノイズは多くのことを教えてくれます。まず、警告サインである可能性があります。電気モーターでノイズが増えるということは、一般的にモーター内部で劣化が進んでいることを示しています。これは、ベアリング、ローター、またはステーターのトラブルである可能性があります。これを無視すると、電気モーターは故障する可能性があります。これは、生産を停止し、多くの現金がかかる可能性があります。第二に、大音量の電気モーターは、近くで働く人々にとってマイナスになる可能性がある。電気的な環境での大きな連続音は過酷なものです。特に人間の可聴域に入る高周波数であれば、時間とともに聴覚を損傷することさえあります。そのため、いくつかのオフィスでは安全な騒音レベルの制限に関するガイドラインが設けられています。大音量の電動モーターは、これらの規制を満たさない可能性があります。最後に、一般的にモーター音に含まれる振動は、電動モーター自体だけでなく、それが取り付けられている機器にもダメージを与える可能性があります。この振動によってボルトが緩んだり、部品に亀裂が入ったり、さまざまな問題が発生する可能性がある。そのため、電動モーターのノイズに注意することで、装置全体を効率的かつ確実に稼働させることができるのです。これは電気モーターを使用する上で重要なことです。

ACモーターに磁気ノイズが発生している可能性は？

はい、磁気ノイズは、特にリスケージ・モーターのようなACモーターにおいて、非常に典型的なノイズ源です。電気モーターにおけるこの種のノイズは、モーター内部で働く磁力から発生します。ステータ（固定部分）とロータ（回転する部分）には磁界があります。これらの磁界は、ローターを回転させるために押したり引いたりします。多くの場合、これらの磁力は、ステーターコアや巻線のような電気モーターの部品を振動させます。この共振が音波を発生させ、磁気ノイズまたは電磁ノイズとして聞こえる。この音は、しばしばハム音やうなり音のように聞こえます。電気モーターの極数、ローターとステーターの配置は、磁気ノイズの大きさに影響します。4極の電気モーターは2極のものと異なって見えるかもしれません。ローターとステーター間のエアギャップが不均一であったり、電源の問題（可変周波数ドライブの高調波含有率が高いなど）があると、磁気ノイズはさらに悪化します。エアギャップ内の力は非常に強く、バランスが取れていないと、より大きなノイズや共振を引き起こす可能性があります。これは、静かな電気モーターを設計する際に、電気エンジニアがチェックしなければならない重要な部分です。

一部の電気モーターによくある風切り音？

風切り音は、あなたが聞くかもしれないモーター音のもう一つの種類です。電気モーターのこのノイズは、空気の動きによって引き起こされます。扇風機の音のようなものです。いくつかの電動モーター、特に開放型電動モーターや高速回転する電動モーターには、冷却ファンが付いています。このファンはローターシャフトに取り付けられており、風を送ることで電動モーターを冷却します。冷却ファンは、ブレードが空気を切り裂くため、風切り音が発生します。電気モーターが速く回転すればするほど、ファンの風量も増え、風切り音も大きくなります。ファンブレードの形状やモーターハウジングのデザインも、この騒音レベルに影響します。この種の騒音は通常、高速電気モーター用途でより顕著になります。時には、一次冷却ファンだけでなく、回転電気機械の他の部品も風切り音を発生させることがあります。ローター自体が滑らかでなかったり、部品が突出していたりすると、回転する際に空気をかき混ぜ、風切り音の原因となります。風切り音は、ファン付き電動モーターでは一般的なものですが、音が急に上がったり、調整されたりする場合は、ファンのブレードが緩んでいたり、空気の通り道に障害物があったりする可能性があります。これは、ファンで冷却される電気モーターで最も一般的なノイズの1つです。

電気モーターの機械ノイズの一般的な原因とは？

メカニカルノイズは、電気モーターのノイズの代表的なものです。このノイズは、電動モーターの物理的な部品同士がこすれたり、ぶつかったり、振動したりすることで発生します。主なノイズ源はベアリングです。ベアリングのおかげでローターがスムーズに回転します。しかし、ベアリングが摩耗していたり、損傷していたり、潤滑が十分でない場合、電気モーターに大きなノイズを発生させることがあります。これは、研削音、轟音、またはキーキー音のように聞こえるかもしれません。もう一つの騒音源は、ローターのアンバランスである。ローターのバランスが完璧でないと、回転するときに振動します。この共振が電気モーター全体を揺り動かし、けたたましい機械音を発生させます。洗濯機が、衣類を均等に広げないとどのように揺れるかを考えてみよう。この共振は、ベアリング・システムにもさらなるストレスを与えます。電動モーターの機械的なノイズの原因には、他にも部品の緩みなどがあります。例えば、モーターハウジングが緩んでいたり、ローターやファンと何かが擦れていたりすると、音が出ます。電動モーターのシャフトがわずかに曲がっている場合もあります。これも同様に、共振や機械的なノイズを引き起こす可能性があります。これらのノイズ源を見つけることは、トラブルを解決するために不可欠です。磨耗したベアリングは頻繁に発生する原因です。

調査官ごっこはどうやる？電気モーターのノイズ源を特定するには？

電気モーターのノイズがどこから発生しているのかを具体的に知ることは難しい場合があります。ノイズの発生源を特定するには、多くの場合、体系的な方法が必要です。最初のステップは、細心の注意を払うことです。モーターのノイズはどのようなものか？ハム音か、うなり音か、クリック音か、ゴロゴロ音か？いつ起こるのか？電動モーターのノイズは、電動モーターが加速したり減速したり、あるいは負荷がかかったりしたときに変化しますか？私たちは装置を使うことができます。簡単な聞き取り棒（ドライバーのようなもので、柄の部分を耳に当て、電動モーターに当てます-注意！）は、電動モーターの振動や騒音が最も強い場所を特定するのに役立ちます。音や共振を測定するための特別な道具を使えば、発生するノイズの振幅や周波数成分をより正確に読み取ることができます。これは多くの場合、技術者の仕事である。さらに、電気モーターを駆動しているものから切り離して、電気モーターのノイズが変化するかどうかを調べるのも良い方法です。ノイズが止まれば、問題は電動モーター自体ではなく、駆動している機械にある可能性があります。電動モーターが単独で作動していて、なおかつ大きな音がする場合、ノイズの原因はモーター内にある可能性が高い。この調査方法は、可能性のある原因を絞り込むのに役立ちます。

電気モーターの共振とノイズの原因は部品の緩み？

そう、部品の緩みは電気モーターの共振や異音の典型的な原因であることは間違いない。電気モーターには数多くの部品があり、そのどれかひとつでも緩むとガタついたり揺れたりします。例えば、ステーターコアの緩みは大きな問題となります。ステーターは薄い金属積層を一緒に使用する。これらのシートがしっかりと固定されていないと、振動して磁気ノイズや機械的なハムノイズが発生することがある。取り付けボルトも点検すべきポイントです。ボルトでしっかりと固定されていないと、電動モーターは大きく振動する。この共振はノイズを発生させるだけでなく、電動モーターや接続されている機器に害を与えることもある。また、カバーの緩みや端子ボックスの緩みなど、ちょっとした部品がイライラするようなガタつきの引き金になることもある。場合によっては、正しく固定されていない巻線のように、モーター内部の部品が緩んでしまうこともあります。これを発見するのはもっと難しい。緩んだ部品からの共振は、ベアリングの磨耗を早めるなど、他のさまざまなトラブルの引き金になることもあります。そのため、電動モーターに新しいガラガラ音やうなり音が聞こえたら、部品に緩みがないかチェックすることが最初の一歩となります。モーターのこの種のノイズは、その寿命に大きな影響を与える可能性があります。

エアギャップはどのようにして電気モーターにノイズを発生させるのか？

電気モーターにおけるエアギャップとは、ローターとステーターの間にある非常に小さな空間のことである。このエアギャップは、電気モーターが動作するために非常に重要です。しかし、このエアギャップがノイズ源となることもあります。ローターを回転させる磁力は、このエアギャップを横切って作用します。エアギャップが全周で全く同じでない場合、つまりエアギャップが不均等な場合、磁力のバランスが崩れます。この不均等な吸引力によってローターが揺れることがある。さらに、ステーターをわずかに変形させることもある。この振動と歪みが電動機のノイズを発生させるのです。エアギャップが不均等になるのは、ベアリングが摩耗してローターがたるんだり、電気モーターが完璧に製造されていない場合です。エアギャップが完璧であっても、ローターが回転すると磁界が変形し、エアギャップに面したローターとステーターの表面が振動することがあります。これが磁気ノイズの一種です。ローターとステーターのスロットの数など、ローターとステーターの組み合わせのレイアウトは、これらの力と結果として生じるノイズレベルに影響します。エアギャップを適切かつ均一に保つことは、静かで信頼性の高い電動機にとって重要です。これは電気機械の重要な部分です。

電動モーターの騒音低減のための実証済みの方法とは？

電気モーターのノイズを最小限に抑えるには、数多くの方法があります。通常の方法の1つは、電気モーターが適切に取り付けられていることを確認することです。これは、強力なベースとそれが駆動するメーカーとの良好なアライメントを示唆している。これは、共振を最小限に抑えることができます。磁気ノイズに関しては、開発者はステーター・スロットやローター・バーの形状を変えることができる。ローター・スロットやステーター・スロットのスキューは一般的な手法です。スキューとは、ローターまたはステーターの長さに沿ってスロットに少し角度をつけることを意味する。これは、エアギャップ内の磁力を平滑化し、電気モーターのノイズを減少させるのに役立ちます。ステータとロータに使用する製品の選択も一役買う。機械的な騒音については、ベアリングが良好な状態にあり、潤滑が行き届いていることを確認することが重要です。良い潤滑剤はベアリングの摩擦を減らします。ローターのバランスを徹底的にとることも、振動と騒音を最小限に抑えます。冷却ファンからの風切り音に対しては、開発者は、より静かなファンブレードの形状を使用したり、モーターの周囲を囲ったりすることができる。時には、完全に密閉された非通気性の電動モーター（冷却が可能な場合）、または独立したより静かな冷却システムを使用することで、電動モーターのこの特定のノイズを低減することができます。モーター駆動装置の中には、スイッチング周波数を変えることで騒音を低減できるものもあるが、これは効率に影響する可能性がある。この電動モーターは通常、このような変更後はより静かになります。

モーター音がうるさい場合、モーター修理はどのような場合に有効か？

場合によっては、単純な解決策では不十分で、電動機の騒音を解決するために電動機の修理が必要になります。突然、ガリガリ、バチバチというような大きなモーター音が聞こえたら、できる限り早くモーターを止めてください。これは、ベアリングの故障やモーター内部の破損など、重大な問題を示唆している可能性があります。電動モーターを動かし続けると、さらに多くの損傷を引き起こす可能性があります。電気モーターからのノイズレベルが時間の経過とともに徐々に悪化している場合、これはさらにモーター修理の需要を指し示す可能性があります。ベアリングの摩耗、巻線の問題、またはステータコアの緩みが悪化している可能性があります。これらの問題に自分で対処しようとしても、適切な機器や経験がなければ困難です。ノイズの原因を見つけることは、ノイズを修正することよりも難しい場合がありますが、どちらも治療が必要です。プロのモーター修理工場では、電気モーターを分解することができます。彼らは、ステータ、ロータ、ベアリング、および巻線を調べることができます。ベアリングのような磨耗した部品を交換し、ローターのバランスを調整し、巻線やステーターに問題があれば修理することができる。特に小型の電気モーターでは、モーターを交換するよりも修理する方が難しいこともある。しかし、大きなモーターや特殊なモーターでは、修理は一般的に優れた選択です。修理のためのNEMA規格に従うことも、これらの電気機械には不可欠です。電気モーターの細部へのこの注意は、将来のノイズの増加を防ぐことができます。