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Gleichstrommotoren finden aufgrund ihrer hervorragenden Drehzahlregelung und ihres hohen Anlaufdrehmoments breite Anwendung in Werkzeugmaschinen, Elektrofahrzeugen, Präzisionsinstrumenten und anderen Bereichen. Die Drehzahlstabilität ist einer ihrer wichtigsten Leistungsindikatoren. Die Ursache für eine instabile Drehzahl liegt im Ungleichgewicht zwischen Motordrehmoment und Lastdrehmoment oder in fehlerhaften Signalübertragungen des Drehzahlregelungssystems. Die Ursachen lassen sich im Wesentlichen auf drei Bereiche zurückführen: die mechanische Struktur, das elektrische System und das Steuermodul. Entsprechend können gezielte Lösungen implementiert werden.
1. Anomale mechanische Struktur: Physikalische Hindernisse für die Drehmomentübertragung
Verschleiß oder Montagefehler an mechanischen Bauteilen beeinträchtigen die Stabilität der Kraftübertragung des Motors unmittelbar. Lagerschäden sind eine häufige Ursache. Ölmangel in den Lagern, Kugelverschleiß oder durch Langzeitbetrieb bedingte Beschädigungen der Lagerkäfige führen zu Schwankungen des Rotorwiderstands und damit zu Drehzahlschwankungen. Auch eine unsachgemäße Kupplungsmontage, beispielsweise durch Achsenfehlausrichtung oder Alterung elastischer Teile, kann die Kraftübertragung stören und zu plötzlichen Änderungen der Motorlast führen. Darüber hinaus können Spiel oder Schlupf des Antriebsriemens zwischen Motor und Last sowie Blockierungen an der Lastseite (z. B. durch unrunde Bewegungen aufgrund von Verschleiß der Werkzeugmaschinenführung) dazu führen, dass die tatsächliche Motorlast vom Nennwert abweicht und somit eine anormale Drehzahl verursacht.
Die Lösung solcher Probleme sollte sich auf die „Wiederherstellung der Präzision der mechanischen Passung“ konzentrieren: Lager regelmäßig schmieren und warten, Spezialfett verwenden und den Verschleißzustand überprüfen und sie rechtzeitig austauschen, wenn der Verschleiß den Standard überschreitet; die Kupplungsachse neu kalibrieren, die alternden elastischen Komponenten austauschen und sicherstellen, dass der Koaxialitätsfehler innerhalb von 0,1 mm liegt; die Spannung des Antriebsriemens einstellen, Fremdkörper am Lastende entfernen und die beweglichen Komponenten überholen, um den stabilen Betrieb der Last zu gewährleisten.
2. Ausfall des elektrischen Systems: Die Hauptursache für eine instabile Energieversorgung
Das elektrische System ist die Energiequelle des Motors, und sein Ausfall führt direkt zu Schwankungen der Eingangsenergie. Erstens: Probleme mit der Stromversorgung: Fällt der Filterkondensator der Gleichstromversorgung nach der Wechselstromgleichrichtung aus oder ist ein Zweig der Gleichrichterbrücke beschädigt, weist die Eingangs-Gleichspannung eine hohe Restwelligkeit auf, was zu einem instabilen Ankerstrom führt. Zweitens: Fehler in der Ankerwicklung: Windungsschlüsse, lose Verdrahtungen oder Oxidation der Kommutatorsegmente verursachen Schwankungen des Ankerwiderstands und beeinträchtigen das abgegebene Drehmoment. Drittens: Störungen im Erregersystem: Unterbrechungen oder schlechter Kontakt der Erregerwicklung eines fremderregten Gleichstrommotors oder plötzliche Änderungen des Erregerwiderstands eines nebenstromerregten Motors führen zu Änderungen des Hauptmagnetflusses. Gemäß der Drehzahlformel n = (U - IaRa) / (CeΦ) verursachen Schwankungen des Magnetflusses Φ direkt starke Drehzahländerungen.
Die Lösung für elektrische Störungen beruht auf „genauer Fehlerdiagnose und gezielter Reparatur“: Mit einem Multimeter wird der Restwelligkeitskoeffizient der Ausgangsspannung gemessen, defekte Filterkondensatoren und beschädigte Gleichrichterbauteile werden ausgetauscht und die Gleichstromversorgung sichergestellt.
