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《振動噪音科普專欄》甚麼是機器之外力的「激振頻率」?


前文提到:外力的「激振頻率」?如何知道機器之外力的「激振頻率」?

首先參考維基百科對「機器」的定義:https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%BA%E5%99%A8 ,摘錄如下:

【機器是一件利用能量達到一特定目的的工具、裝置或者設備,一般用來變換或傳遞能量,物料和信息,執行機械運動。機器的動力來源會是機械能、熱能(熱機)、電能(電機)、磁能或是化學能等。以往機器的定義中需要有可動件,由於電子學的進展,已經可以在沒有可動件的情形下傳遞能量。簡單機械是單純轉換力的方向或量值的設備,也有許多更複雜的機器,例如車輛、電機系統(如馬達、發電機等)、分子機器、電腦、電視及收音機等。】

由以上簡單的機械,先由馬達來看其外力的「激振頻率」,馬達會有轉速,一般以每分鐘幾轉來表示轉速,rpm (revolution per minute),若將轉速rpm換算為Hz (cycle/sec),每秒幾轉,只要將rpm/60,即可得到轉速對應的頻率f=rpm/60,對馬達而言,其外力的「激振頻率」,就是馬達轉速對應的頻率f=rpm/60

以電扇為例,一般的電扇有不同段數的轉速設定,如果轉速是1200rpm,其轉速頻率就是20Hz,如果是1800rpm,轉速頻率就是30Hz。所以,不同轉速下的電扇,其外力的「激振頻率」就會不同。

前文提到結構【共振】:當結構受外力作用時,此外力的「激振頻率」,與結構的「自然頻率」相等或相近時,會使得結構有「振動大」的現象,稱為「共振」。

電扇是一種結構,當然會有結構的「自然頻率」,要避免「共振」,電扇的轉速頻率,也就是其外力的「激振頻率」就不能與電扇的「自然頻率」相等或相近,否則,就會引發「共振」,使得電扇有「振動大」的現象。

許多家電產品,例如:洗衣機、乾衣機、吹風機、吸塵器等,都是由馬達驅動的,因此都有其外力的「激振頻率」就是馬達的「轉速頻率」。在這些家電產品的設計,都需要由分析或實驗了解產品結構的「自然頻率」,以避開可能的「共振」影響。

以轉動式的機器為例,其外力的「激振頻率」,就是該機器轉速(rpm)對應的頻率f=rpm/60 (Hz)

希望本文對結構外力的「激振頻率」說明,對您有幫助!

以上個人看法,請多指教!
王栢村

2017.05.31