SI24914A - Naprava za znižanje vibracij in hrupa pri sistemu, obsegajočem elektromotor z zasenčenimi poli - Google Patents

Abstract

Predlagani izum se nanaša na področje nižanja vibracij in hrupa pri sistemu, obsegaj očem vsaj en elektromotor z zasenčenimi poli, pri čemer vibracija in hrup nastanejo kot posledica iteracije med stresanim magnetnim poljem elektromotorja z zasenčenimi poli in feromagnetno strukturo v neposredni okolici omenjenega elektromotorja, kot na primer vibracija in hrup zaščitne pločevine oz. hrbtne stene pri gospodinjski pečici, ki so posledica delovanja elektromotorja v omenjeni pečici. Po izumu je predvideno, da je v vmesnem prostoru med omenjenim elektromotorjem (8) z zasenčenimi poli in omenjeno feromagnetno strukturo razporejena zaščitna plošča (9) iz feromagnetnega materiala.

Description

NAPRAVA ZA ZNIŽANJE VIBRACIJ IN HRUPA PRI SISTEMU, OBSEGAJOČEM ELEKTROMOTOR Z ZASENČENIMI POLI [0001] Predlagani izum se nanaša na področje znižanje vibracij in hrupa pri sistemu, obsegajočem vsaj en elektromotor z zasenčenimi poli, pri čemer vibracije in hrup nastanejo kot posledica iteracije med stresanim magnetnim poljem elektromotorja z zasenčenimi poli in strukturo iz feromagnetne kovine v neposredni okolici omenjenega elektromotorja, kot na primer vibracije in hrup zaščitne pločevine oz. hrbtne stene pri gospodinjski pečici, ki so posledica delovanja elektromotorja v omenjeni pečici.

[0002] Elektromotor z zasenčenimi poli med obratovanjem ustvarja v svoji okolici dinamično stresano magnetno polje. Kadar se v okolici tovrstnega elektromotorja nahaja elastična struktura iz feromagnetne kovine, npr. tanka jeklena pločevina, nanjo delujejo dinamične magnetne sile. Rezultat omenjenih magnetnih sil so vibracije in posledično hrup. Če ima napajalna napetost elektromotorja frekvenco f, se največje amplitude hrupa in vibracij pojavijo pri frekvenci 2*f Vzporedno se pojavijo tudi višji harmoniki frekvence 2*f, to so 4*f, 6*f in podobno. Prijavitelju je znano, da se nekateri proizvajalci naprav z vgrajenimi elektromotorji z zasenčenimi poli na različne načine soočajo z omenjeno problematiko. Vibracije in hrup je mogoče minimizirati z oblikovno optimizacijo feromagnetne strukture v neposredni okolici elektromotorja. Ta rešitev omogoča le delno zmanjšanje hrupa.

[0003] Naloga izuma je ustvariti napravo za znižanje vibracij in hrupa pri sistemu, obsegajočem vsaj en elektromotor z zasenčenimi poli, s katero so na enostaven način odpravljene težave znanih rešitev.

[0004] Zastavljena naloga je po predlaganem izumu rešena z značilnostmi, podanimi značilnostnem delu 1. patentnega zahtevka. Podrobnosti izuma so razkrite v pripadajočih podzahtevkih. Po predlaganem izumu je med feromagnetno strukturo v neposredni okolici elektromotorja z zasenčenimi poli in omenjenim elektromotorjem razporejena vsaj ena zaščitna plošča iz feromagnetnega materiala. Na dinamične lastnosti zaščitne plošče vplivajo dimenzije, oblika in način pritrditve zaščitne plošče. V splošnem velja, da se pri zaščitni plošči z večjo togostjo, pojavijo manjše deformacije le-te zaradi vpliva dinamičnih sil, ki jih povzroča stresano magnetno polje delujočega elektromotorja. Z namenom minimizacije mehanskih vibracij in hrupa se lastna frekvenca zaščitne plošče ne sme ujemati s frekvencami omenjenih dinamičnih magnetnih sil.

[0005] Izum je v nadaljevanju podrobneje predstavljen na osnovi neomejujočega izvedbenega primera in s sklicevanjem na priloženo skico, kjer kaže sl. 1 shematski prikaz gospodinjske pečice v navpičnem prerezu;

sl. 2 podrobnost pritrditve elektromotorja;

sl. 3 pogled, z delnim izrezom zaščitne plošče, na gospodinjsko pečico s sl. 2 v smeri puščice III.

[0006] Izum je dalje podrobneje opisan na izvedbenem primeru, pri katerem je sistem, ki obsega vsaj en elektromotor z zasenčenimi poli, izbran kot gospodinjska pečica. Omenjena gospodinjska pečica obsega ohišje 1 pečice z zaščitno pločevino oz. s hrbtno steno 2 in v omenjenem ohišju 1 razporejeno pečniško komoro 3, v katero se dostopa s strani, ki leži nasproti omenjeni hrbtni steni 2 ohišja. Omenjena pečniška komora 3 obsega obod 4, ki je na svoji prvi strani, obrnjeni k hrbtni steni 2 pečice, zasnovana s hrbtno steno 5 komore, na nasprotnem koncu pa obsega odprtino 6 za dostop v omenjeno komoro 3. V pečniški komori 3 je v območju hrbtne stene 5 komore razporejen ventilator 7, ki je gnan z elektromotorjem 8, razporejenim zunaj komore 3, to je na zunanji strani omenjene stene 5 komore. Omenjeni elektromotor 8 je prednostno izbran kot elektromotor z zasenčenimi poli. Omenjeni elektromotor 8 je pri tem vir dinamičnega stresanega magnetnega polja, medtem ko omenjena hrbtna stena 2 oz. stranice ohišja predstavljajo omenjeno feromagnetno strukturo v neposredni okolici elektromotorja 8.

[0007] Po predlaganem izumu je na ohišju elektromotorja 8 razporejena vsaj ena zaščitna plošča 9, ki preprečuje širjenje magnetnega polja v okolico elektromotorja 8. Dalje je po izumu predvideno, da je omenjena zaščitna plošča 9 zasnovana iz feromagnetnega materiala. Še dalje je predvideno, da omenjena zaščitna plošča 9 zavzema obliko mnogokotnika, na primer kvadrata, pravokotnika in podobno, ali krožnice, elipse in podobno ter kombinacijo vsega naštetega. Še dalje je predvideno, daje omenjena zaščitna plošča 9 zasnovana integralno, v enem kosu, ali pa je sestavljena iz več ločenih elementov, na primer na način mreže ali sita. Kadar je zaščitna plošča 9 zasnovana v enem kosu, je zlasti prednostno, če zaščitna plošča 9 obsega vsaj eno skoznjo luknjo, prednostno pa niz skoznjih lukenj 10. Ne glede na to, ali je zaščitna plošča 9 zasnovana s skoznjimi luknjami 10 ali na način mreže, morajo biti dimenzije lukenj 10 izbrane na način, da prispevajo k zmanjšanju širjenja magnetnega polja na hrbtno steno 2 ohišja. Poleg predhodno omenjenega prispevajo omenjene skoznje luknje 10 tudi k izboljšanemu hlajenju elektromotorja 8.

[0008] Omenjena zaščitna plošča 9 zmanjša magnetne sile na hrbtno steno 2 pečice, s čimer se zmanjša mehanske vibracije le-te. Posledično se ustvari manj hrupa. Uporaba zaščitne plošče 9 vpliva med drugim tudi na karakteristiko elektromotorja 8. Zaradi sorazmerno zahtevnega principa delovanja elektromotorja 8 z zasenčenimi poli je parametre zaščitne plošče 9, ki vplivajo na dinamično stresano magnetno polje v okolici in karakteristike elektromotorja 8, matematično kompleksno popisati, zato so za dimenzioniranje zaščitne plošče 9 uporabljeni eksperimentalni pristopi.

[0009] Dimenzije zaščitne plošče 9 morajo biti izbrane tako, da zaščitna plošča 9 pokrije čim večji del stresanega magnetnega polja, ki se širi v okolico elektromotorja 8. Dalje mora biti debelina t zaščitne plošče 9 izbrana tako, da v največji mogoči meri omeji širjenje stresanega magnetnega polja v okolico. Večja ko je debelina t zaščitne plošče 9, manjši je vpliv dinamičnih magnetnih sil na elemente v okolici elektromotorja 8. Po drugi strani pa debelina t zaščitne plošče 9 vpliva tudi na karakteristike elektromotorja z zasenčenimi poli, saj se z večanjem debeline t zaščitne plošče 9 manjša mehanska moč elektromotorja 8. Dimenzije zaščitne plošče 9 vplivajo tudi na odvod toplote z elektromotorja 8, saj se z večanjem površine zaščitne plošče 9 veča tudi konvekcija toplote z elektromotorja 8, kar posledično pomeni manjše segrevanje elektromotorja 8.

[OOOIO] Poleg dimenzij zaščitne plošče 9 je merodajna tudi razdalja med elektromotorjem 8 in zaščitno ploščo 9. Večja ko je razdalja L med elektromotorjem 8 in zaščitno ploščo 9, večja je magnetna sila na hrbtno steno 2 pečice. Po drugi strani pa je vpliv večje omenjene razdalje L na karakteristiko elektromotorja 8 manjši.

[OOOll] Na dinamične lastnosti zaščitne plošče 9 vplivajo dimenzije, oblika in način pritrditve zaščitne plošče 9. V splošnem velja, da so zaradi magnetnih sil pri bolj togi zaščitni plošči nižje amplitude vibracij. Poleg tega je potrebno pri dimenzioniranju plošče zagotoviti, da se lastna frekvenca pritrjene zaščitne plošče 9 ne ujame s frekvencami dinamičnih magnetnih sil.

[00012] Omenjena vsaj ena zaščitna plošča 9 je po izumu lahko razporejena na vsaj eni strani elektromotorja 8. Zaščitna plošča 9 je lahko razporejena tudi na več straneh okoli elektromotorja 8 sočasno. Izbiroma je elektromotor 8 obdan z zaščitno ploščo 8 z vseh svojih strani. Alternativno je zaščitna plošča 9 lahko zasnovana z ukrivljenimi robovi. Eden od mogočih izvedbenih primerov zaščitne plošče 9 je tudi zasnova, ki na način oklepa obdaja elektromotor 8.

[00013] PRIMER: Rešitev je bila praktično testirana na kuhinjski pečici z mešalnim pečniškim ventilatorjem. Zvočni tlak seje merilo v pol-gluhi sobi. Pečica je bila postavljena na 0,8 m visoko podlago. Mikrofon je bil nameščen na višini 1,3 m in v oddaljenosti 1 m od hrbtne stene ohišja pečice. Pri merjenju hrupa pečice je deloval le mešalni pečniški elektromotor. Napajalna napetost je bila 230 VAC, 50 Hz. Izmerjena raven zvočnega tlaka pri 100 Hz je pri kuhinjski pečici brez zaščitne plošče znašala 30 dB(A), skupna raven zvočnega tlaka pa okoli 33,5 dB(A). Po namestitvi zaščitne plošče je bila pri 100 Hz izmerjena raven zvočnega tlaka okoli 20 dB(A), skupna raven zvočnega tlaka pa 28,3 dB(A). Predlagana rešitev je torej znižala raven zvočnega tlaka za okoli 10 dB(A) pri 100 Hz, celotno raven zvočnega tlaka pa za okoli 5,2 dB(A).

Claims (8)

Patentni zahtevki

1. Naprava za znižanje vibracij in hrupa pri sistemu, obsegajočem vsaj en elektromotor z zasenčenimi poli, pri čemer vibracije in hrup nastanejo kot posledica iteracije med stresanim magnetnim sevanjem elektromotorja z zasenčenimi poli in feromagnetno strukturo v neposredni okolici omenjenega elektromotorja, značilna po tem, da je v vmesnem prostoru med omenjenim elektromotorjem (8) z zasenčenimi poli in omenjeno feromagnetno strukturo razporejena zaščitna plošča (9) iz feromagnetnega materiala.

2. Naprava po zahtevku 1, značilna po tem, da je omenjena feromagnetna struktura izbrana kot zaščitna pločevina oz. hrbtna stena (2) pečice (l), zlasti gospodinjske pečice.

3. Naprava po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je zaščitna plošča (9) razporejena v okolici elektromotorja (8).

4. Naprava po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je omenjena zaščitna plošča (9) zasnovana iz feromagnetnega materiala.

5. Naprava po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da omenjena zaščitna plošča (9) zavzema obliko poligona, na primer kvadrata, pravokotnika in podobno, ali krožnice, elipse in podobno in kombinacijo prej naštetega.

6. Naprava po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je omenjena zaščitna plošča (9) zasnovana v enem kosu.

7. Naprava po zahtevku 6, značilna po tem, da omenjena zaščitna plošča (9) izbiroma obsega vsaj eno skoznjo luknjo, prednostno pa niz skoznjih lukenj (10).

8. Naprava po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je omenjena zaščitna plošča (9) sestavljena iz več ločenih elementov, na primer na način mreže ali sita.