環境温度変化と防振対策

質問

顧客低温環境試験でのこと
モーター振動（騒音）Ａ：ＯＫ品とＢ：ＮＧ品が返却されました。
板金取り付けは、マウントダンパー（ＮＢＲ加硫）を介しています。
低温になることで、何が変わったのか（試験）報告をしなくてはなりません。
結果的に、　Ｂ品はＮＧと判断されると大変なことになります。
振動は、実機負荷が加わると消えたり、設定入力電流（チョッパー制御）を変えても変化する為、現行モーターを使いこなしてほしいというのが本音です。
常温時⇒低温時　共振ピークがづれ　また、負荷が掛るとそのピークにより近づいた為　脱調した　というストーリを考えています。

また、ゴム硬度の変更やＮＢＲ⇒シリコンも考えていますが
エビデンスを求められており　技術的な説明に苦慮しています。

現象から考察に到る部分に、・・・・の法則などといえれば体裁がつくのですが、アドバイスをお願いします。

チョッピング周波数とモーター駆動用の入力パルスの関係もあるかもしれません。
というのも、あるスピードまで高くしていくと　相電流のチョッピングが聞かなくなります。
チョッピングが効くか効かないかぐらいのところでは、モーターの振動が大きくなります。

ステッピングモーター

チョッピング周波数とモーター駆動用の入力パルスの関係もあるかもしれません。
というのも、あるスピードまで高くしていくと　相電流のチョッピングが聞かなくなります。
チョッピングが効くか効かないかぐらいのところでは、モーターの振動が大きくなります。

ステッピングモーター

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

貴殿の求めるところが今一つ理解できませんが、常温時⇒低温時　共振ピークがずれ・・・というストーリーを作りたいのですね。

まず、モータの取付部にゴムダンパーを挟んでいるとのことですので、これなら、振動工学の教科書に出て来るバネ(k)マス(m)ダンパー(c)の振動系です。また、この系の固有振動数fは、御存知の通り、下式で表されます。

f = (1/2π)・√(k/m) ・・・(1)

しかし、ダンピングが考慮されている場合は、(1)で共振するわけではなく、下記で共振することになります。この共振周波数をfrとすれば、

fr = f・√(1-2ζ^2) (c = ζ・2√(mk)) ・・・(2)

減衰比ζが大きくなればなるほど(2)は小さくなり、ζ=1/√2 以上になると、共振点を持ちません。

低温になるとゴムが硬化する→バネ定数k大・減衰比ζ小になると考えれば、この系の固有振動数が高めにシフトし、更に(2)は(1)に近づいて行くことがわかります。よってこの条件下では、固有振動数近傍で共振する可能性が高くなります。

客先がモータ単体で試験したのか、それとも機械へのAss'y状態で試験したのかが定かではありませんが、単体ならモータ回転数が、Ass'yなら機械自体のどこかの入力周波数が固有振動数とMeetし、共振したと考えることができるかも知れません。

ただ、『設定入力電流（チョッパー制御）を変えても変化する』とあるように、低温下でモータに電磁気学的な変化が発生する可能性があるなら、その影響も考慮した方が良いのでは？(ないなら良いが)

再度質問文を読み直しましたが、そもそもこの現象は脱調なのですか？　もし脱調だとした場合、共振で脱調が引き起こされるものなのか疑問なのですが。

理解を超えると言わないで、とりあえず勉強して下さい。
小生の言っていることが、そのまま教科書に書いてあることがわかります。
貴殿がこういう問題を抱えている限り、避けては通れない分野であることを理解して下さい。
で、脱調の件ですが、やはり共振とは結びつきにくいですね。これは、小生が思うに、振動が吸収しきれなくなった云々よりも、単にモータ容量を超えた負荷が入ってしまったことによる脱調なのでは？ 確かに、突入負荷が入った場合、inertiaで回転方向にモータが持って行かれるとは思いますが。元々、モータ容量にほとんど安全率のない状態で使用されていませんか？
ところで、そのモータと電磁クラッチへのシャフトの締結はどうなっているのですか？　カップリングやユニバーサルジョイント等ですか？　(たぶん、そうでないと振動が逃げられない)

お礼

回答を見た直後から、正直求めていたものと感じました。
が、しかし　当方の頭では応用が全く利かないのです。
お礼の言葉も　理解を超えていたのでなんと申し上げてよいかわかりませんでした。すみません。

追記分について、
ステッピングモーターの脱調です。マウントダンパーで振動吸収しきれなくなったところへ、突入負荷　（電磁クラッチｏｎでロールを回転させる）により　脱調するというのです。

「共振により脱調」と言ってはいけないのかもしれませんでした。

ステッピングモータは、リジット固定する場合と防振ゴム（吸振？）
を介する場合とでは高速領域のトルク特性が大きく変わります。

このため、いつも問題が出ております。

あらたに出た別の質問も質問コーナーに出そうと考えていますのでお手間でなければコメントをお願いします。