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En la producción industrial o en el funcionamiento diario de equipos, los motores de CC suelen experimentar fluctuaciones anormales de velocidad (variaciones de velocidad de alta a baja). Esto no solo afecta la precisión del procesamiento y la estabilidad operativa de los equipos, sino que también puede acortar su vida útil. ¿Cuáles son las principales causas de las fluctuaciones anormales de velocidad en los motores de CC? ¿Qué soluciones sistemáticas se deben adoptar para estas causas?
I. Análisis de las causas fundamentales
La velocidad de un motor de CC se rige por la fórmula n = (U – IaRa)/(CeΦ) (donde n es la velocidad, U es la tensión del inducido, Ia es la corriente del inducido, Ra es la resistencia del circuito del inducido, Ce es la constante del motor y Φ es el flujo de excitación). La fluctuación de velocidad se debe principalmente a cambios anormales en uno o más parámetros de la fórmula, que se pueden dividir en tres categorías: fallos del sistema eléctrico, problemas de la estructura mecánica e influencias externas del entorno operativo.
1. Fallas del sistema eléctrico: Esta es la causa más común de fluctuaciones de velocidad. En primer lugar, una fuente de alimentación inestable en el circuito de inducido (como ondulaciones en la tensión de salida de la fuente de alimentación de CC, un contacto deficiente del cable o una mayor resistencia debido al envejecimiento de la línea) provocará cambios instantáneos en U e Ia, lo que conlleva directamente a fluctuaciones de velocidad. En segundo lugar, sistemas de excitación anormales: en motores de CC con excitación independiente, los circuitos abiertos, los cortocircuitos o un contacto deficiente en el devanado de excitación provocarán un cambio repentino en Φ; en motores con excitación en derivación, si la resistencia del circuito de excitación aumenta repentinamente, el flujo magnético también disminuirá, lo que provocará un aumento brusco de la velocidad. En tercer lugar, fallos en el devanado de inducido: los cortocircuitos entre espiras, los circuitos abiertos en el devanado o el contacto deficiente de los segmentos del conmutador provocarán un Ia desigual, lo que perjudicará la estabilidad de la velocidad.
2. Problemas de estructura mecánica: Los cambios repentinos en la resistencia mecánica causarán fluctuaciones de velocidad indirectas. Los rodamientos de motor desgastados, con lubricación insuficiente o dañados aumentarán la resistencia rotacional y causarán fluctuaciones periódicas. Las desviaciones en la instalación del acoplamiento (como la desalineación o la holgura) provocarán una transmisión de carga desigual y generarán impactos de carga intermitentes. Si la carga impulsada por el propio motor presenta riesgo de atascamiento o bloqueo (como la acumulación de material en equipos de transporte), provocará cambios repentinos en el par de carga. Según la fórmula de la velocidad, cuando la carga aumenta, Ia aumenta y la velocidad disminuye en consecuencia; cuando la carga disminuye, la velocidad vuelve a aumentar.
3. Influencias del entorno operativo externo: En primer lugar, una temperatura ambiente elevada aumentará la resistencia Ra del devanado del inducido debido a la expansión y contracción térmicas; al mismo tiempo, las propiedades magnéticas del devanado de excitación se debilitarán, lo que provocará una disminución de Φ. Estos dos efectos, en conjunto, provocan fluctuaciones de velocidad. En segundo lugar, factores ambientales como el polvo y la humedad corroerán los terminales o conmutadores del motor, lo que resultará en una resistencia de contacto inestable, lo que a su vez afecta la corriente y la velocidad. En tercer lugar, la interferencia electromagnética externa: los campos magnéticos intensos generados por equipos de alta potencia cercanos interferirán con la estabilidad del flujo del sistema de excitación.
II. Soluciones sistemáticas
1. Optimizar el sistema eléctrico para garantizar parámetros estables: En primer lugar, inspeccione el sistema de alimentación, reemplace los cables viejos y adopte métodos de conexión de baja resistencia, como barras de cobre, para asegurar un buen contacto en el circuito de la armadura. Si la ondulación de la alimentación es alta, se pueden instalar condensadores de filtro o estabilizadores de tensión para estabilizar la tensión de la armadura U. En segundo lugar, inspeccione el sistema de excitación: utilice un multímetro para medir la resistencia del devanado de excitación, compruebe si hay cortocircuitos y circuitos abiertos, y sustituya los devanados dañados; en motores con excitación en derivación, calibre el varistor del circuito de excitación periódicamente para evitar cambios anormales de resistencia. Por último, inspeccione el devanado de la armadura: determine el cortocircuito entre espiras mediante la prueba de caída de tensión de la armadura, repare o sustituya el devanado a tiempo y, al mismo tiempo, limpie los segmentos del conmutador y pula la capa de óxido para asegurar una conducción de corriente fluida.
2. Revisión de la estructura mecánica para reducir las fluctuaciones de resistencia: Realice el mantenimiento periódico de los rodamientos del motor, añada aceite lubricante y sustituya los rodamientos y sellos desgastados para garantizar una rotación flexible. Recalibre el acoplamiento, ajuste la concentricidad y apriete los pernos de conexión para evitar una transmisión de carga desigual. Al mismo tiempo, inspeccione el equipo de carga, limpie la acumulación de material en el canal de transporte y repare los componentes atascados para garantizar un par de carga estable, reduciendo así el impacto en la velocidad del motor.
3. Mejorar el entorno operativo para eliminar interferencias externas: Instale el motor en un lugar bien ventilado. Instale ventiladores o dispositivos de refrigeración para controlar la temperatura ambiente dentro del rango de operación nominal del motor. Proteja los terminales y conmutadores del motor con un sellado para evitar la corrosión por polvo y humedad. Si hay interferencias electromagnéticas, se puede instalar un blindaje en el circuito de excitación del motor o ajustar la posición de instalación del motor para mantenerlo alejado de equipos de alta potencia que generen interferencias.
Además, establecer un sistema de inspección regular para monitorear la velocidad del motor en tiempo real con un tacómetro, registrar los parámetros operativos y detectar tendencias anormales con anticipación; realizar un mantenimiento integral del motor regularmente, incluida la limpieza, la fijación y la calibración, puede reducir efectivamente la probabilidad de fluctuaciones de velocidad y garantizar el funcionamiento estable del motor de CC.
