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Question : Quelles sont les principales causes des fluctuations fréquentes de vitesse (augmentation et diminution abruptes de la vitesse) des moteurs à courant continu en cours de fonctionnement, et quelles mesures ciblées doivent être prises pour le dépannage et la résolution de ce problème ?
Répondre:
Les fluctuations de vitesse constituent un défaut courant des moteurs à courant continu. Elles résultent d'un déséquilibre entre le couple de sortie du moteur et le couple de charge, ou d'anomalies au niveau du système de régulation de vitesse et des éléments de transmission mécanique. Le dépannage doit être effectué successivement en abordant trois aspects : le système électrique, la structure mécanique et le dispositif de régulation. Les causes et solutions spécifiques sont décrites ci-dessous :
I. Défaillances du système électrique : principaux inducteurs de fluctuations de vitesse
Tout d'abord, les défaillances du système électrique constituent l'une des principales causes des fluctuations de vitesse. D'une part, une alimentation électrique instable. La vitesse d'un moteur à courant continu est proportionnelle à la tension d'induit. Si la tension d'entrée continue alimentant l'induit présente des problèmes tels qu'une ondulation excessive ou une chute de tension instantanée, la vitesse fluctuera en conséquence. Par exemple, des condensateurs de filtrage vieillissants ou des diodes de redressement endommagées dans le dispositif de redressement feront que la tension continue, après redressement en alternatif, contiendra une grande quantité de composantes alternatives, ce qui entraînera un courant d'induit instable et, par conséquent, des fluctuations de vitesse. Dans ce cas, il convient d'utiliser un oscilloscope pour contrôler la tension aux bornes de l'induit, de remplacer les condensateurs de filtrage vieillissants et les diodes endommagées, de vérifier le bon contact des câbles d'alimentation et de resserrer les borniers afin d'éviter les pertes de tension dues à une résistance de contact excessive.
En revanche, des défauts dans l'enroulement d'induit ou l'enroulement d'excitation, tels que des courts-circuits locaux, des circuits ouverts dans l'enroulement d'induit ou des fuites dues à des couches d'isolation endommagées, entraînent une répartition inégale du courant d'induit et un couple de sortie instable. Des problèmes comme un mauvais contact ou des courts-circuits entre spires dans l'enroulement d'excitation provoquent des variations du flux d'excitation. Selon la formule de vitesse d'un moteur à courant continu n = (U - IaRa) / (CeΦ) (où U est la tension d'induit, Ia le courant d'induit, Ra la résistance d'induit, Ce la constante du moteur et Φ le flux d'excitation), les fluctuations du flux Φ induisent directement des variations de la vitesse n. Lors du dépannage, il convient d'utiliser un mégohmmètre pour mesurer la résistance d'isolement de l'enroulement, un multimètre pour rechercher les courts-circuits et les circuits ouverts, de réparer ou de remplacer l'enroulement endommagé et de nettoyer la poussière et les traces d'huile à sa surface afin d'éviter toute dégradation des performances d'isolation.
II. Anomalies de la structure mécanique : facteurs clés causant indirectement les fluctuations de vitesse
Deuxièmement, des anomalies dans la structure mécanique peuvent indirectement entraîner des fluctuations de vitesse. D'une part, des déviations dans le mécanisme de transmission. Par exemple, des courroies desserrées ou qui patinent dans une transmission par courroie, et une usure excessive ou un jeu important dans une transmission par engrenages empêchent la transmission stable de la puissance du moteur à la charge, ce qui provoque une alternance de ralenti et de variations brusques de charge, se manifestant par des fluctuations de vitesse. Pour résoudre ce problème, il convient d'ajuster la tension des courroies, de remplacer les courroies et les engrenages usés, d'appliquer de l'huile lubrifiante sur la zone d'engrènement et de réduire le jeu de transmission. D'autre part, des défauts dans les roulements du moteur ou un déséquilibre du rotor. L'usure et le manque d'huile dans les roulements entraînent une augmentation et une instabilité de la résistance à la rotation du rotor ; le déplacement du centre de gravité du rotor provoque des vibrations, ce qui affecte la stabilité de la vitesse et s'accompagne d'un léger bruit. Il est nécessaire de démonter le moteur pour inspecter les roulements, remplacer les roulements usés et ajouter une huile lubrifiante spéciale, et effectuer un équilibrage dynamique du rotor afin d'éliminer les risques de vibrations.
III. Défaillances des dispositifs de régulation de vitesse : problèmes propres aux moteurs à courant continu contrôlables
Enfin, les défaillances du régulateur de vitesse sont une cause importante de fluctuations de vitesse dans les moteurs à courant continu à vitesse variable. Pour les moteurs à courant continu à excitation série et à excitation composée, un mauvais contact de la résistance de régulation de vitesse et le vieillissement des composants électroniques internes du régulateur entraînent une instabilité de la résistance du circuit d'induit ou du circuit d'excitation, modifiant ainsi la vitesse du moteur. Pour les moteurs à courant continu sans balais, des signaux de commande anormaux émis par le contrôleur et un positionnement imprécis du capteur à effet Hall provoquent des écarts dans la synchronisation de la commutation, ce qui engendre un fonctionnement instable du moteur. Lors du dépannage, s'il s'agit d'un régulateur de vitesse mécanique, nettoyez la couche d'oxyde sur les contacts de la résistance de régulation et remplacez le régulateur de vitesse usé. S'il s'agit d'un moteur à courant continu sans balais, vérifiez le signal du capteur à effet Hall, ajustez sa position et remplacez le module de commande défectueux afin d'assurer une correspondance précise entre le signal de commande et la position du rotor.
IV. Facteurs de charge et processus de dépannage : résolution auxiliaire et localisation efficace
De plus, les fluctuations de charge peuvent également entraîner des variations de vitesse. Il est nécessaire de vérifier si la charge présente une surcharge instantanée ou une charge irrégulière, d'optimiser son état de fonctionnement et d'éviter l'impact des chocs de charge sur la vitesse du moteur. Lors du dépannage, il convient d'adopter la méthode suivante : « d'abord les aspects électriques, puis mécaniques ; d'abord les aspects statiques, puis dynamiques ». Commencez par déconnecter la charge afin de vérifier la stabilité de la vitesse à vide du moteur. Une fois la charge éliminée, examinez successivement l'alimentation, les enroulements, la structure de transmission et le régulateur de vitesse pour localiser précisément la panne. Grâce à un traitement ciblé, le problème de fluctuation de vitesse des moteurs à courant continu peut être résolu efficacement, la précision de fonctionnement de l'équipement rétablie et la durée de vie du moteur prolongée.
