Pourquoi deux moteurs de store de 45 mm peuvent produire différents niveaux de bruit

Un moteur de store silencieux de 45 mm est un moteur tubulaire conçu pour fonctionner en dessous de 40 dB(A) dans des conditions de charge contrôlées tout en délivrant un couple de 10 à 50 N.m pour les auvents rétractables, les auvents à cassette, les pergolas et les systèmes d'ombrage extérieurs. En pratique, le bruit de fonctionnement est moins déterminé par la puissance du moteur que par la précision de la boîte de vitesses, la transmission des vibrations, l'équilibre du rotor, l'état des roulements et la compatibilité de l'installation. Deux moteurs avec des valeurs nominales de couple et de vitesse identiques peuvent produire des résultats acoustiques très différents après l'installation.

Pour les fabricants de systèmes de protection solaire et les ingénieurs d’approvisionnement, comprendre l’origine du bruit du moteur est souvent plus important que comparer les spécifications du catalogue.

Pourquoi nous avons enquêté sur ce problème

Lors d'une récente étude de projet OEM, un fabricant d'auvents a signalé des performances acoustiques incohérentes sur plusieurs systèmes d'ombrage extérieurs nouvellement installés.
Les spécifications du moteur étaient identiques tout au long du projet :

Moteur tubulaire de 45 mm

Couple nominal de 20 N.m

Vitesse de fonctionnement de 17 tr/min

Fin de course électronique

Contrôle par radiofréquence (433,92 MHz)

Tube roulant en aluminium de 70 mm
 

Même si elles partageaient la même fiche technique, plusieurs installations étaient sensiblement plus bruyantes lors des cycles d'ouverture et de fermeture.

La question posée par le client était simple :

Si les moteurs ont le même couple, la même vitesse et le même système de contrôle, pourquoi certains fonctionnent-ils avec un niveau de bruit inférieur à celui d’autres ?

Pour identifier la cause profonde, un test de validation comparatif a été réalisé dans des conditions opératoires identiques.

Tous les échantillons ont été évalués en utilisant la même configuration d'installation pour éliminer les variables environnementales.

Les mesures de bruit ont été enregistrées pendant un fonctionnement stable plutôt que pendant des séquences de démarrage ou d'arrêt.
 

Les résultats des tests ont révélé que le couple de sortie avait peu d’influence directe sur le bruit de fonctionnement.

Les variations les plus importantes étaient associées à la précision de la boîte de vitesses, au transfert de vibrations et à l'équilibre du rotor.
 

Dans des conditions de charge identiques, la différence entre la configuration la plus bruyante et la plus silencieuse atteint environ 9 dB(A).

Pour référence, une réduction de cette ampleur est clairement perceptible dans les environnements hôteliers, résidentiels et de bureaux.

Une hypothèse courante est que le bruit du moteur provient principalement du stator et du rotor.

Les tests suggèrent le contraire.

Dans la plupart des cas, les vibrations générées à l’intérieur de la boîte de vitesses étaient transmises via le système d’entraînement et amplifiées par le tube du rouleau.

Le chemin de vibration a suivi la séquence ci-dessous :
 

Boîte de vitesse
↓
Couronne et adaptateur d'entraînement
↓
Tube de rouleau en aluminium
↓
Supports de montage
↓
Bruit perçu du système

Lorsqu'une couronne standard et un adaptateur d'entraînement avec un jeu excessif ont été remplacés par un jeu d'adaptateurs correspondant, le bruit mesuré a diminué d'environ 3 dB(A) sans aucune modification du moteur lui-même.

Cette observation explique pourquoi des moteurs identiques peuvent fonctionner différemment lorsqu'ils sont installés dans des profils de tubes différents.
 

Lors du démontage et de l’inspection, une autre tendance est devenue évidente.

Les moteurs les plus silencieux utilisaient systématiquement des engrenages planétaires-de plus grande précision.

Des écarts mineurs dans la géométrie des dents d’engrenage peuvent créer :

Jeu accru

Engagement irrégulier des vitesses

Vibration harmonique

Bourdonnement mécanique

Ces effets sont souvent difficiles à détecter lors de la mise en service initiale, mais deviennent de plus en plus visibles après des cycles de fonctionnement prolongés.

La comparaison ci-dessous résume les différences observées.

Pour les grands projets d'auvents, la qualité de fabrication de la boîte de vitesses a souvent un effet plus important sur les performances acoustiques que l'augmentation ou la diminution du couple moteur.

Au cours des premières semaines suivant l’installation, de nombreux moteurs présentent des niveaux sonores similaires.
Cependant, l'analyse des retours sur le terrain menée sur des moteurs mis hors service après plusieurs années a révélé des tendances récurrentes.

Les causes les plus courantes d’augmentation du bruit étaient :

Notamment, ces moteurs restaient souvent opérationnels.

Le problème était une dégradation acoustique plutôt qu’une panne électrique.

Cette découverte est l'une des raisons pour lesquelles de nombreuses spécifications commerciales exigent désormais une validation d'endurance dépassant 50 000 cycles de fonctionnement.

L’objectif n’est pas simplement la durée de vie mais une performance sonore stable tout au long de cette durée de vie.
 

Le bruit mécanique n'est pas généré exclusivement par le matériel.

La stratégie de contrôle peut influencer la manière dont les vibrations sont introduites dans le système.

Les moteurs à interrupteur de fin de course mécaniques traditionnels s'arrêtent immédiatement après avoir atteint la limite de course.

Les systèmes de fins de course électroniques peuvent mettre en œuvre :

Démarrage progressif

Arrêt en douceur

Accélération contrôlée

Décélération contrôlée

Ces fonctions réduisent les forces d'impact transmises à :

Tubes à rouleaux

Supports de montage

Assemblages d'engrenages

Systèmes de tension des tissus

Dans les grands stores à cassette, la réduction du bruit de démarrage perçu est souvent plus perceptible que toute réduction obtenue en réduisant la vitesse de fonctionnement.

Bien que les deux plates-formes de moteur puissent être configurées pour un fonctionnement à faible bruit-, la plupart des systèmes d'auvent extérieurs utilisent l'architecture de 45 mm en raison des exigences de couple plus élevées.
 

Pour les auvents rétractables dépassant 4 mètres de largeur, les configurations 20N.m, 30N.m et 40N.m restent les solutions les plus couramment spécifiées.
 

Lors de l'évaluation d'unMoteur silencieuxplate-forme, les équipes d’approvisionnement examinent généralement plus que le couple et les prix.

Les paramètres suivants doivent être vérifiés lors de la qualification des fournisseurs :

Niveau sonore de fonctionnement mesuré à 1 mètre

Processus de fabrication des boîtes de vitesses

Procédure d'équilibrage du rotor

Spécification de protection thermique

Compatibilité couronne et adaptateur de disque

Fin de course mécanique ou électronique

Compatibilité radiofréquence (433,92 MHz)

Capacité d'intégration RS485

Prise en charge de l'intégration des contacts secs

Dossiers de tests d'endurance

Les projets qui évaluent uniquement les couples nominaux rencontrent souvent des problèmes acoustiques après l'installation, malgré le respect des exigences de levage.

Pour les projets OEM nécessitant des couples de serrage spécifiques, des protocoles de contrôle ou des objectifs de performance à faible-bruit, WJZ Motor fournit une assistance technique, des données de validation et des services de fabrication en gros pour les plates-formes de moteurs tubulaires de 35 mm et 45 mm.