رزونانس در الکتروموتور گاماک
رزونانس در الکتروموتور: علل و پیامدها
تشدید (Resonance) چیست؟
برای درک مفهوم تشدید، ابتدا باید فرکانس طبیعی را تعریف کنیم. فرکانس طبیعی فرکانسی است که در آن یک سیستم در غیاب هر نیروی خارجی بر اساس خواص ساختاری آن (مانند جرم و کشش) تمایل به نوسان دارد. تشدید زمانی اتفاق می‌افتد که یک جسم تحت یک فرکانس خارجی مطابق یا بسیار نزدیک به فرکانس طبیعی آن قرار می‌گیرد و در نتیجه دامنه نوسان به میزان قابل توجهی افزایش می‌یابد.
فرکانس تشدید فرکانسی است که در آن یک نیروی خارجی، زمانی که به یک سیستم وارد می‌شود، با فرکانس طبیعی سیستم منطبق است یا بسیار نزدیک به آن است و باعث ایجاد حداکثر نوسان در سیستم می‌شود.
رزونانس چگونه رخ می دهد؟
بیایید نحوه رزونانس را با یک مثال آونگ ساده نشان دهیم.
یک آونگ را تصور کنید. وقتی نیرویی به آونگ وارد می کنید، شروع به حرکت به جلو و عقب می کند. اگر در حین تاب خوردن دوباره آن را فشار دهید، زمان و جهت فشار شما اهمیت دارد. اگر آن را در جهت مخالف فشار دهید (به عنوان مثال، فشار دادن به سمت راست در حالی که در حال چرخش به چپ است)، سرعت آن را کاهش می دهید. با این حال، اگر آن را در همان جهتی که در حال حرکت است فشار دهید (به عنوان مثال، فشار دادن به سمت راست در حالی که در حال حرکت به سمت راست است)، سرعت آن را افزایش می دهید.
حال، فرض کنید شروع به هل دادن آونگ در فواصل زمانی معین (دوره ای) می کنید. اگر به طور تصادفی نیرو وارد کنید، گهگاه سرعت آن را افزایش یا کاهش می دهید و این اثرات بسته به دفعات نیروی وارد شده تا حد زیادی یکدیگر را خنثی می کنند.
با این حال، اگر به طور مداوم در یک نقطه نیرو وارد کنید، به این معنی که در حالی که آونگ در آن جهت حرکت می کند، همیشه در همان جهت نیرو وارد کنید، هر نیرو باعث می شود که آونگ به سمت بالاتر حرکت کند. این تنها در صورتی اتفاق می افتد که فرکانس هل دادن شما با فرکانس طبیعی آونگ مطابقت داشته باشد. این فرکانس، فرکانس طبیعی یا فرکانس تشدید آونگ نامیده می شود. جالب اینجاست که این فرکانس مستقل از ارتفاعی است که در ابتدا آونگ را بلند می‌کنید و فقط به ویژگی‌های فیزیکی سیستم بستگی دارد.
اگر به وارد کردن نیرو در این فرکانس طبیعی ادامه دهید، رزونانس رخ می دهد و (با فرض عدم وجود اثرات میرایی مانند اصطکاک)، دامنه نوسان آونگ به طور مداوم افزایش می یابد. این اصل برای سیستم‌های پیچیده‌تر و بزرگ‌تر صدق می‌کند، اگرچه چنین سیستم‌هایی اغلب فرکانس‌های تشدید متعددی دارند.
اثرات مثبت رزونانس چیست؟
یکی از مزایای اصلی تشدید توانایی آن در تقویت دامنه ارتعاشات است. این باعث می شود که در تقویت صدا، سیگنال ها یا انرژی در سیستم های مختلف مفید باشد. همچنین می توان از آن برای کوک کردن ابزارها و دستگاه های مکانیکی مختلف و اطمینان از عملکرد آنها در فرکانس بهینه استفاده کرد. علاوه بر این، رزونانس می تواند در تصویربرداری پزشکی مانند MRI برای تقویت سیگنال و ایجاد تصاویر واضح تر استفاده شود.
اثرات منفی رزونانس چیست؟
در زمینه های مختلف مهندسی و طراحی تفصیلی، رزونانس یک عامل حیاتی است که باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد مانند ساختمان‌ها، محل‌های کار، جاده‌ها، پل‌ها، وسایل نقلیه حمل‌ونقل (هواپیما، اتومبیل، سیستم‌های ریلی)، و همچنین دستگاه‌های الکترونیکی، قطعات ماشین‌آلات و همچنین سیستم‌های لوله‌کشی که مایعات را حمل می‌کنند.
برای مثال، زمانی که تشدید با فرکانس‌های ارتعاش سازه‌هایی مانند پل‌ها و ساختمان‌های بلند منطبق شود، این سازه‌ها می‌توانند به‌طور خطرناکی شروع به نوسان کنند. یک مثال معروف فروریختن پل باریک تاکوما در ایالات متحده در سال 1940 به دلیل رزونانس ناشی از باد است. در کاربردهای صنعتی، ماشین‌هایی که در فرکانس‌های خاصی کار می‌کنند می‌توانند باعث ایجاد رزونانس شوند. تشدید منجر به سایش، ترک خوردن یا شکستن چرخ‌دنده‌ها، شفت‌ها و اجزای الکتروموتور می‌شود. تشدید در دستگاه‌های الکترونیکی، می‌تواند خطر داغ شدن بیش از حد یا آتش‌سوزی ناشی از جریان یا ولتاژ بیش از حد را افزایش دهد. .
آیا امکان پیشگیری و کاهش اثرات رزونانس وجود دارد؟
برخی راهکارهای پیشگیری و کاهش اثرات رزونانس عبارت است از:
استفاده از میرایی
یکی از رایج ترین و موثرترین راه های جلوگیری از تشدید، استفاده از میرایی (damping) است. میرایی دامنه ارتعاشاتی را که ممکن است در طول تشدید با جذب انرژی ارتعاش در سیستم ایجاد شود، کاهش می دهد. روش های مختلفی برای میرایی وجود دارد:
دمپرهای چسبناک: این مواد معمولاً در ساختمان ها و پل ها استفاده می شوند. آنها انرژی ارتعاشی را با تبدیل آن به گرما جذب می کنند و از آسیب ناشی از ارتعاشات جلوگیری می کنند.
مواد الاستومری: موادی مانند لاستیک و الاستومرها اغلب در ماشین‌ها و وسایل نقلیه استفاده می‌شوند. آنها ارتعاشات را قبل از گسترش جذب می کنند و از آسیب به سیستم هایی که ممکن است طنین انداز شوند جلوگیری می کنند.
لرزشگیر: این دستگاه ها که در ماشین آلات و وسایل الکترونیکی استفاده می شوند، ارتعاشات مکانیکی را کاهش داده و به افزایش طول عمر سیستم ها کمک می کنند.
تغییر فرکانس طبیعی
راه دیگر برای جلوگیری از تشدید یک سیستم، تغییر فرکانس طبیعی آن است. رزونانس زمانی رخ می دهد که فرکانس یک نیروی خارجی با فرکانس طبیعی سیستم مطابقت داشته باشد. شما می توانید فرکانس طبیعی یک سیستم را با تغییر پارامترهای آن تنظیم کنید. در اینجا چند استراتژی وجود دارد:
تغییر جرم: افزایش یا کاهش جرم یک سازه یا سیستم می تواند فرکانس طبیعی آن را تغییر دهد. ساختار سنگین تر موجب کاهش فرکانس طبیعی می شود. با تنظیم جرم، می توانید یک نقطه رزونانس خارج از فرکانس نیروی خارجی ایجاد کنید.
تغییر ثابت فنر: در سیستم های مکانیکی، تغییر ثابت فنر می تواند فرکانس رزونانس را تنظیم کند. افزایش ثابت فنر فرکانس طبیعی را افزایش می دهد و به جلوگیری از تشدید کمک می کند.
جداسازی ارتعاش
جداسازی ارتعاش یکی دیگر از روش های موثر است که به ویژه در ماشین آلات مورد استفاده قرار می گیرد. عایق های لرزش از انتشار ارتعاشات به مناطق خاص جلوگیری می کنند و در نتیجه از تشدید جلوگیری می کنند. این روش معمولا در ساختمان ها و وسایل الکترونیکی حساس استفاده می شود.
پایه‌ها یا فنرهای لاستیکی: پایه‌ها یا فنرهای لاستیکی مورد استفاده در ماشین‌ها، موتورها یا دستگاه‌ها ارتعاشات را جدا کرده و اثرات تشدید را به حداقل می‌رسانند.
مواد عایق صوتی: این مواد برای جلوگیری از تشدید صوتی استفاده می شوند، زیرا امواج صوتی را جذب می کنند و از تشدید سیستم جلوگیری می کنند.
سیستم های کنترل فعال
در فن آوری مدرن، سیستم های کنترل فعال برای جلوگیری از تشدید توسعه یافته اند. این سیستم‌ها از سنسورها و میکروکنترلرها برای نظارت بر فرکانس‌های ارتعاش و اتخاذ اقدامات متقابل در مواقعی که سطوح ارتعاش خطرناک می‌شوند، استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، سیستم های کنترل فعال مورد استفاده در پل ها و ساختمان های بلند به طور خودکار به نیروهای خارجی مانند باد یا زلزله پاسخ می دهند.
اجتناب از نیروهای منطبق بر فرکانس
یکی از ساده ترین راه ها برای جلوگیری از تشدید، اجتناب از نیروهای خارجی است که در فرکانس طبیعی سیستم عمل می کنند. دانستن فرکانس طبیعی یک سیستم از کارکرد نیروهای خارجی نزدیک به این فرکانس جلوگیری می کند. این یک استراتژی حیاتی برای ماشین ها و الکتروموتورهای صنعتی است.
رزونانس در صورت عدم کنترل می تواند عواقب شدیدی داشته باشد. خوشبختانه روش های مختلفی مانند میرایی، تغییر فرکانس طبیعی، جداسازی ارتعاش و کنترل فعال برای جلوگیری یا کاهش اثرات آن موجود است. این روش‌ها ایمنی و کارایی سیستم‌های مهندسی، ساختمانی و الکترونیکی را تضمین می‌کنند و در نتیجه طول عمر و عملکرد ایمن سازه‌ها و دستگاه‌ها را افزایش می‌دهند.
شرکت چرخش محور پارسیان نماینده گیربکس ایلماز در ایران
لیست قیمت الکتروموتور گاماک، لیست قیمت گیربکس ایلماز، لیست قیمت موتور ویبره کمپ، لیست قیمت موتور ویبره آویبرو لیست قیمت ترمز پشت موتور درلی، و سایر تجهیزات صنعتی معرفی شده را با تماس با شرکت یا از طریق رایانامه استعلام کنید. همچنین می‌توانید درخواست خود را به شماره واتس آپ 1864-120-0990 شرکت چرخش محور پارسیان نماینده گیربکس ایلماز و الکتروموتور گاماک و موتور ویبره کمپ، موتور ویبره آویبرو، و الکتروموتور ELK ارسال کنید.
