Potkal se s tím asi každý. Zapneme elektromotor a blízké rádio začne chrčet, televizní obraz vypadne nebo v mírnějším případě začne „kostičkovat“, došlo k rušení. Na totéž si stěžují i sousedé z blízkých bytů nebo domů. Jak rušení vzniká a jak mu co nejvíc zabránit?
Jako rušení při činnosti stejnosměrných motorů často označujeme dva jevy, které ale spolu bezprostředně nesouvisejí a projevují se různě. Tím prvním je rušivé nežádoucí vyzařování elektromagnetické energie, které se projevuje například na příjmu rádia nebo televize, šíří se všemi směry bezdrátově a většinou obtěžuje víc ostatní obyvatele bytu nebo domu, než nás. To druhé „rušení“ se projevuje přímo v zařízení, jehož součástí je elektromotor, a omezuje se právě jen na něj respektive na tu jeho část, která má s motorem společné napájení. Elektronika se občas „zblázní“ nebo „zakousne“, zařízení sebou podivně škube. Jak už lze vytušit, toto „rušení“ souvisí s napájením.
Vznik rušivého vyzařování
Malý stejnosměrný motor má uvnitř komutátor a kontaktní kartáčky (u větších motorů se používají uhlíky), které na něj přenášejí proud. Kontakt mezi nimi nikdy není dokonalý a jakmile se spojení přeruší, vyvolá indukčnost kotvy motoru prudký vzrůst napětí a mezi komutátorem a kartáčky se objeví jiskra, v podstatě miniaturní elektrický oblouk podobný tomu, kterým se dá i svařovat, jen v nepatrném měřítku. Tento elektrický oblouk je zdrojem silného elektromagnetického vyzařování od frekvencí desítek a stovek kHz (dlouhé vlny) až po přibližně 1 GHz, pokrývá tedy šířku pásma, v níž se nachází vysílání rádia na všech rozsazích, televize, a zasahuje až do oblasti mobilních telefonů.
Oblouk vypaluje (doslova odpaří) nepatrnou částečku kovu jak na straně komutátoru, tak kartáčku. Tím se dál zhorší kontakt a více vznikají jiskry, motor více ruší. Stav se postupně zhoršuje, čím více je motor zatěžován, tím je opotřebení rychlejší. Kromě toho k opotřebení kontaktních ploch dochází i běžným vzájemným mechanickým obrušováním komutátoru a kartáčků. Jak to vypadá po určité době je na fotografiích.
Vznik rušení souvisí s podstatou činnosti motoru a nedá se mu úplně zabránit, i když kvalitní materiály jej hodně omezí. To ale není případ levných malých stejnosměrných motorů, v nich kvalitní materiály nenajdeme. Musíme se snažit vzniké rušení omezit.
Výběr motoru a zemnění pláště
Prvním krokem je už výběr motoru a zjištění jeho zapojení. Pokud má motor plastová čela a tělo nikam nepřipojené jako třeba kdysi používané motorky Igla (pamětníci vzpomenou), je to nejlepší předpoklad pro velké rušení. Kvalitní motor má přední i zadní čelo kovové.
Ohmmetrem změříme, jestli je plášť motoru připojený k některému z napájecích vývodů. Pokud není, můžeme ho spojit nejlépe se záporným pólem zdroje, vyžaduje to ale připájet na plášť motoru vodič. Vybereme místo na okraji, oškrábeme pilníkem a hned potom s použitím pájecí pasty pocínujeme. Je nutné pracovat s větším výkonem a velmi krátce, aby se teplem nepoškodily magnety. Na obrázku je spoj před očištěním od zbytků pasty. Spojení pláště se zemí není moc účinné, ale nevyžaduje přidávat součástky a dá se udělat téměř vždy, vodič se někam vejde.
Kondenzátorový filtr
Lepším způsobem je vytvořit kondenzátorový filtr. Malé motory jej nemívají, značkové větší už obsahují takový filtr uvnitř, ale nikdy neškodí přidat další vnější. Mezi vývody zapojíme keramický případně fóliový kondenzátor 100n. Stejně jako v případě zemnění oškrábeme a pocínujeme okraj pláště motoru, stačí jedna ploška asi 2×2 mm ve stejné vzdálenosti od obou vývodů. Mezi každý z vývodů a plášť zapojíme menší keramický kondenzátor s kapacitou 15 – 22n. Toto odrušení stačí většině motorů pro běžný provoz.
LC filtr
O něco účinnější jsou filtry s tlumivkami, takové se i prodávají respektive prodávaly v době, kdy se ještě v modelářství používaly stejnosměrné motory. Kulaté (šestiúhelníkové) filtry byly určené pro konkrétní typ motoru a připájely se přímo na jeho zadní čelo a vývody, hranaté se připojovaly vodiči. Vždy platí, že vzdálenost filtru od motoru by měla být co nejmenší, každý milimetr vodiče navíc zvětšuje vyzařování. Na levém obrázku je německý filtr Graupner, na pravém doma vyráběný filtr k montáži na motor s SMD součástkami a cívkami s feritovým jádrem, zapojení je víceméně stejné.
Dalším stupněm odrušení může být zakrytování celého zařízení do kovového krytu spojeného se zemí, to odstraní i zbytky rušení, které se může negativně projevit v okolí. Příště se podíváme podrobněji na rušení spojené s napájením zařízení.