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Los motores de CC se utilizan ampliamente en equipos industriales, electrodomésticos y otros entornos. Una velocidad estable es crucial para garantizar el funcionamiento normal de los equipos. Si la velocidad fluctúa con frecuencia en más de ±5 %, se producirán problemas como la alimentación irregular de las cintas transportadoras y la reducción de la precisión del mecanizado. El torno accionado por CC de una pequeña fábrica de maquinaria experimentó una caída en la tasa de calificación del procesamiento de piezas del 98 % al 85 % debido a fluctuaciones de velocidad. Por lo tanto, la rápida resolución de problemas relacionados con las fluctuaciones de velocidad es esencial para garantizar la eficiencia de la producción y la calidad del producto.
I. Clasificación de causas comunes
Las causas principales de las fluctuaciones anormales de velocidad en los motores de CC se pueden dividir en tres categorías: problemas de suministro de energía, fallas propias del motor, y anomalías del circuito de controlEn cuanto a la alimentación, una tensión de entrada inestable (como subidas y bajadas repentinas de la tensión de la red eléctrica rural o fluctuaciones de tensión causadas por líneas compartidas de equipos industriales) o un suministro de corriente insuficiente afectarán directamente el par electromagnético del devanado de la armadura del motor, causando fluctuaciones de velocidad. Entre las fallas propias del motor, un mal contacto entre las escobillas y el conmutador (como desgaste de las escobillas u oxidación de la superficie del conmutador) y un cortocircuito parcial o circuito abierto en el devanado de la armadura alterarán el equilibrio del campo magnético interno del motor, lo que provocará una velocidad errática. Las anomalías en el circuito de control incluyen ajustes incorrectos de los parámetros del regulador (como un coeficiente proporcional incorrecto del controlador PID) y la pérdida o el retraso de las señales de los sensores de retroalimentación (como los sensores Hall), lo que impide un ajuste preciso de la velocidad del motor.
II. Métodos de resolución de problemas específicos
- Solución de problemas de la fuente de alimentación
Utilice un multímetro para monitorizar continuamente el voltaje y la corriente en la entrada del motor y registre los cambios de valor durante el funcionamiento. Si el rango de fluctuación del voltaje supera el ±10 % (por ejemplo, el voltaje de un motor de 24 V fluctúa repetidamente entre 21 V y 27 V), o si la corriente es frecuentemente inferior al 80 % del valor nominal, se puede determinar que hay un problema de suministro de energía. Por ejemplo, en una fábrica de procesamiento de alimentos, se detectó mediante pruebas que el motor de CC de la cinta transportadora presentaba una fluctuación de voltaje entre 19 V y 25 V, y la causa se diagnosticó como un suministro de energía inestable debido al arranque de equipos de alta potencia en el taller.
- Solución de problemas de fallas automáticas del motor
Tras apagar el motor, retire la tapa del extremo, compruebe el desgaste de las escobillas (cámbielas si su longitud es inferior a 5 mm) y observe si la superficie del conmutador presenta una capa de óxido, arañazos o depósitos de carbón (que pueden pulirse suavemente y limpiarse con papel de lija fino). Mida la resistencia de aislamiento del devanado del inducido con un megóhmetro; si el valor de la resistencia es inferior a 0,5 MΩ, podría haber un cortocircuito en el devanado. Durante el mantenimiento, un motor de ventilador de CC experimentó fluctuaciones de velocidad debido a importantes depósitos de carbón en el conmutador, y la falla desapareció tras la limpieza.
- Solución de problemas del circuito de control
Revise la configuración de los parámetros del regulador y compárela con el manual del equipo para confirmar que los parámetros PID (proporcional P, integral I, derivada D) coincidan con el modelo del motor. Utilice un osciloscopio para detectar la señal de salida del sensor de retroalimentación; si la señal está desconectada o presenta ruido excesivo, verifique si el cableado del sensor está suelto o reemplácelo. En un motor de CC de un equipo automatizado, el cableado del sensor Hall presentaba un mal contacto, lo que provocaba señales intermitentes y frecuentes saltos de velocidad. El problema se resolvió tras reajustar el cableado.
III. Soluciones correspondientes
- Solución para problemas de suministro de energía
Si hay fluctuaciones en la tensión de la red, instale un módulo de estabilización de tensión de CC (como un módulo de estabilización de tensión de entrada de 12-36 V y salida de 24 V) para estabilizar la tensión de entrada del motor. Si la corriente de línea es insuficiente, sustituya el cable por uno de mayor sección transversal (por ejemplo, un cable de 1,5 mm² por uno de 2,5 mm²) para reducir las pérdidas de línea. En una bomba de agua de CC para riego rural, tras instalar un módulo de estabilización de tensión, la tensión se estabilizó entre 23,5 V y 24,5 V, y la fluctuación de velocidad se redujo de ±8 % a ±1,5 %.
- Solución para fallas propias del motor
Reemplace las escobillas muy desgastadas (seleccione escobillas de carbón compatibles con el modelo del motor) y limpie la superficie del conmutador con alcohol. Si el devanado del inducido está en cortocircuito, rebobine el devanado o reemplace el conjunto del inducido. Tras reemplazar las escobillas y limpiar el conmutador de un motor de CC, el problema de fluctuación de velocidad se solucionó por completo y el ruido de funcionamiento también se redujo significativamente.
- Solución para anomalías en el circuito de control
Recalibre los parámetros PID del regulador según el manual del equipo. Por ejemplo, ajuste el coeficiente proporcional P de 5 a 3 y el tiempo integral I de 100 ms a 200 ms para optimizar la respuesta de ajuste de velocidad. Reemplace el sensor de retroalimentación defectuoso para garantizar una transmisión de señal estable. Tras reconfigurar los parámetros del regulador del motor de accionamiento de CC de una máquina herramienta de precisión, la fluctuación de velocidad se controló dentro de un ±2 % y la precisión de mecanizado se restableció a su nivel original.
A través de la resolución de problemas clasificada y las soluciones específicas mencionadas anteriormente, se puede abordar de manera eficiente el problema de las fluctuaciones anormales de velocidad en los motores de CC, lo que garantiza el funcionamiento estable del motor, reduce el tiempo de inactividad del equipo debido a fallas y mejora la producción y la eficiencia operativa.
