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モータのノイズ

電気ノイズ

主な電気ノイズ発生要因

ノイズの発生
  1. モータはブラシとコミテータによる電気の整流で回転が持続します。つまり電気の流れが切り替わる為、その時にスパークが発生しそれが電気ノイズの原因となります。
  2. モータが停止状態から動き始める時は過度的ではありますが定常状態より大きい電流が流れますので、電気ノイズは大きくなります。
  3. コミテータとブラシの摺動接触部の追従不安定や過負荷電流などによって発生します。
  4. コミテータとブラシ摺動面上に絶縁被膜などが形成され電気的接触が不安定となって発生します。

電気ノイズの低減対策

電気ノイズはモータ端子部分にコンデンサやチョークコイルを付けることにより低減させることができますが、発生源により近いロータ部分に取り付けて効果的に火花電圧を消去する方法が一般的でコストパフォーマンスも高くなります。

  1. モータ内部にノイズ消去素子としてディスクバリスタ(D/V)、ディスクコンデンサ、ゴムリング抵抗(RRR)、チップコンデンサを付ける方法。⇒高周波帯域に効果あり
  2. モータ外部にノイズ消去素子としてコンデンサ(電解タイプ、セラミックタイプ)、チョークコイルを外付けする方法。⇒低周波帯域に効果あり

ノイズ低減対策方法としては、1又は2の単独の場合及び、1,2の併用の方法があり、1,2併用はその効果も大きくなります。

電気ノイズの種類

電磁波妨害ノイズを大きく分けると下記の2種類あり、これらを妨害波として雑音測定します。

種類 単位 定義 周波数※
ラインノイズ(伝導雑音端子電圧) dBμV 電源ケーブル、
接続ケーブルを伝わる雑音
0.15~30MHz
輻射ノイズ(輻射雑音電界強度) dBμV/m 空中に放射され、
電波となって障害を及ぼす雑音
30~1000MHz
  • 周波数範囲は規格ごとに異なる場合があります。

機械ノイズ

機械ノイズの種類

種類 定義
1 ブラシ摺動音 ブラシとコミテータの摩擦音
2 シャフト摺動音 シャフトと軸受の摩擦音
3 クリアランス音(ゴロ音) 2のうち、特に耳障りなもの
4 共振音 ある回転数(周波数)域に限って起こるケースの共振音
5 スラスト音(コツ音) ロータのスラスト方向の振動・移動によって発生する叩き音
6 風切音 冷却ファン内蔵モータで起こる風切音
  • 上記3~6は異常音の代表例であり、この他にも様々な音が "耳障り" とされることがあります。

機械ノイズの測定

機械ノイズの測定は騒音計を使用し、騒音レベル(音の大きさ)を物理計測します。
「JIS-A特性」と呼ばれる周波数補正(聴感補正)を用いるのが一般的で、単位はdB(RMS)。測定上定義しておくべき条件としては、[電圧、回転数、負荷、側圧、モータ姿勢、マイク位置、暗騒音]などがあります。

納入仕様書記載例

ノイズの測定

機械ノイズ:48dB以下 (RMS)
電圧3V、無負荷、シャフト水平位置にてモータの出力軸側取付面より10cm離れた点のJIS-A特性レベル。暗騒音は26dB(RMS)以下とする。