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Les moteurs à courant continu sont largement utilisés dans les équipements industriels, les appareils électroménagers et d'autres applications. Une vitesse stable est essentielle au bon fonctionnement des équipements. Des fluctuations fréquentes de vitesse supérieures à ±5 % peuvent entraîner des problèmes tels qu'une alimentation irrégulière des bandes transporteuses et une baisse de la précision de l'usinage de précision. Le tour à courant continu d'une petite usine de machines a déjà vu son taux de qualification des pièces chuter de 98 % à 85 % en raison des fluctuations de vitesse. Par conséquent, il est essentiel de diagnostiquer et de résoudre rapidement les problèmes de fluctuations de vitesse afin de garantir l'efficacité de la production et la qualité des produits.
I. Classification des causes courantes
Les principales causes des fluctuations anormales de vitesse des moteurs à courant continu peuvent être divisées en trois catégories : problèmes d'alimentation électrique, auto-défauts du moteur, et anomalies du circuit de commandeEn termes d'alimentation électrique, une tension d'entrée instable (comme des variations brusques de tension du réseau électrique rural ou des fluctuations de tension dues aux lignes partagées d'équipements industriels) ou une alimentation en courant insuffisante affecteront directement le couple électromagnétique de l'enroulement d'induit du moteur, provoquant ainsi des fluctuations de vitesse. Parmi les défauts du moteur, un mauvais contact entre les balais et le collecteur (comme l'usure des balais ou l'oxydation de la surface du collecteur), ainsi qu'un court-circuit partiel ou un circuit ouvert de l'enroulement d'induit, perturberont l'équilibre du champ magnétique interne du moteur, entraînant une vitesse irrégulière. Les anomalies du circuit de commande incluent des réglages incorrects des paramètres du régulateur (comme un coefficient proportionnel incorrect du régulateur PID) et la perte ou le retard des signaux des capteurs de rétroaction (tels que les capteurs à effet Hall), ce qui empêche un réglage précis de la vitesse du moteur.
II. Méthodes de dépannage ciblées
- Dépannage de l'alimentation électrique
Utilisez un multimètre pour surveiller en continu la tension et le courant à la borne d'entrée du moteur et enregistrez les variations de valeur pendant le fonctionnement. Si la plage de variation de tension dépasse ±10 % (par exemple, la tension d'un moteur de 24 V fluctue de manière répétée entre 21 V et 27 V), ou si le courant est fréquemment inférieur à 80 % de la valeur nominale, il peut s'agir d'un problème d'alimentation. Par exemple, dans une usine agroalimentaire, des tests ont révélé une fluctuation de tension du moteur de convoyeur à bande CC entre 19 V et 25 V, et la cause a été diagnostiquée comme une alimentation électrique instable due au démarrage d'équipements de forte puissance dans l'atelier.
- Dépannage des pannes du moteur
Après la mise hors tension, retirez le couvercle du moteur, vérifiez l'usure des balais (remplacez-les si leur longueur est inférieure à 5 mm) et vérifiez si la surface du collecteur présente une couche d'oxyde, des rayures ou des dépôts de carbone (qui peuvent être délicatement polis et nettoyés avec du papier de verre fin). Mesurez la résistance d'isolement de l'enroulement d'induit à l'aide d'un mégohmmètre ; une valeur inférieure à 0,5 MΩ peut indiquer un court-circuit. Lors d'une intervention de maintenance, un moteur de ventilateur à courant continu a connu des fluctuations de vitesse dues à d'importants dépôts de carbone sur le collecteur, et le défaut a disparu après nettoyage.
- Dépannage du circuit de commande
Vérifiez les paramètres du régulateur et comparez-les au manuel de l'équipement pour vérifier que les paramètres PID (P proportionnel, I intégral, D dérivé) correspondent au modèle de moteur. Utilisez un oscilloscope pour détecter le signal de sortie du capteur de rétroaction ; si le signal est déconnecté ou présente un bruit excessif, vérifiez si le câblage du capteur est desserré ou remplacez-le. Dans le moteur à courant continu d'un équipement automatisé, le câblage du capteur à effet Hall présentait un mauvais contact, ce qui provoquait des signaux intermittents et des sauts de vitesse fréquents. Le problème a été résolu après resserrage du câblage.
III. Solutions correspondantes
- Solution aux problèmes d'alimentation électrique
En cas de fluctuations de la tension du réseau, installez un module de stabilisation de tension CC (par exemple, un module de stabilisation de tension d'entrée 12-36 V et de sortie 24 V) pour stabiliser la tension d'entrée du moteur. Si le courant de ligne est insuffisant, remplacez le fil par un fil de section plus importante (par exemple, un fil de 1,5 mm² par un fil de 2,5 mm²) afin de réduire les pertes en ligne. Pour une pompe à eau CC d'irrigation rurale, l'installation d'un module de stabilisation de tension a permis de stabiliser la tension entre 23,5 V et 24,5 V, et de réduire les fluctuations de vitesse de ± 8 % à ± 1,5 %.
- Solution aux auto-défauts du moteur
Remplacez les balais très usés (choisissez des balais de charbon adaptés au modèle de moteur) et nettoyez la surface du collecteur à l'alcool. En cas de court-circuit dans l'induit, rembobinez-le ou remplacez l'ensemble d'induit. Le remplacement des balais et le nettoyage du collecteur d'un moteur à courant continu ont permis de résoudre complètement le problème de fluctuation de vitesse et de réduire considérablement le bruit de fonctionnement.
- Solution aux anomalies du circuit de commande
Réétalonner les paramètres PID du régulateur conformément au manuel de l'équipement. Par exemple, ajuster le coefficient proportionnel P de 5 à 3 et le temps d'intégration I de 100 ms à 200 ms pour optimiser la réponse du réglage de vitesse. Remplacer le capteur de retour défectueux pour garantir une transmission stable du signal. Après avoir reconfiguré les paramètres du régulateur du moteur d'entraînement à courant continu d'une machine-outil de précision, la fluctuation de vitesse a été maîtrisée à ± 2 % et la précision d'usinage a été rétablie à son niveau initial.
Grâce au dépannage classé ci-dessus et aux solutions ciblées, le problème des fluctuations de vitesse anormales dans les moteurs à courant continu peut être résolu efficacement, garantissant le fonctionnement stable du moteur, réduisant les temps d'arrêt de l'équipement dus à des défauts et améliorant la production et l'efficacité opérationnelle.
