סיבות ופתרונות עיקריים לתנודות מהירות חריגות של מנועי DC

בייצור תעשייתי או בתפעול יומיומי של ציוד, מנועי DC חווים לעיתים קרובות תנודות חריגות במהירות (מהירות המשתנה מגבוה לנמוך). זה לא רק משפיע על דיוק העיבוד ויציבות התפעול של הציוד, אלא גם עלול לקצר את חיי השירות של המנועים. מהם הגורמים העיקריים לתנודות חריגות במהירות במנועי DC? אילו פתרונות שיטתיים יש לאמץ לסיבות אלו?

א. ניתוח גורמים מרכזיים

מהירות מנוע DC עוקבת אחר הנוסחה n = (U – IaRa)/(CeΦ) (כאשר n הוא המהירות, U הוא מתח הארמטורה, Ia הוא זרם הארמטורה, Ra הוא התנגדות מעגל הארמטורה, Ce הוא קבוע המנוע, ו-Φ הוא שטף העירור). תנודות מהירות נגרמות בעיקרן משינויים חריגים בפרמטר אחד או יותר בנוסחה, אשר ניתן לחלק באופן ספציפי לשלוש קטגוריות: כשלים במערכת החשמל, בעיות מבנה מכני והשפעות של סביבת הפעלה חיצונית.

1. תקלות במערכת החשמל: זוהי הסיבה הנפוצה ביותר לתנודות במהירות. ראשית, אספקת חשמל לא יציבה במעגל הארמטורה - כגון אדוות במתח המוצא של ספק הכוח DC, מגע גרוע עם החוט או התנגדות מוגברת עקב הזדקנות הקו - יגרמו לשינויים מיידיים ב-U וב-Ia, שיובילו ישירות לתנודות במהירות. שנית, מערכות עירור חריגות: במנועי DC המעוררים בנפרד, מעגלים פתוחים, קצרים או מגע גרוע בסליל העירור יגרמו לשינוי פתאומי ב-Φ; עבור מנועים המעוררים באמצעות שאנט, אם ההתנגדות של מעגל העירור עולה פתאום, השטף המגנטי יקטן גם הוא, וכתוצאה מכך יתרחש עלייה חדה במהירות. שלישית, כשלים בסלילי הארמטורה: קצרים בין סיבובים, מעגלים פתוחים בסליל או מגע גרוע של מקטעי הקומוטטור יגרמו ל-Ia לא אחיד, ויפגעו ביציבות המהירות.

2. בעיות מבנה מכני: שינויים פתאומיים בהתנגדות המכנית יגרמו בעקיפין לתנודות במהירות. מיסבי מנוע שחוקים, לא משומנים מספיק או פגומים יגדילו את ההתנגדות הסיבובית ויגרמו לתנודות תקופתיות. סטיות בהתקנת המצמד (כגון חוסר יישור, רפיון) יגרמו להעברת עומס לא אחידה וליצור פגיעות עומס לסירוגין. אם העומס המונע על ידי המנוע עצמו נמצא בסיכון להיתקע או להיעצר (כגון הצטברות חומר בציוד שינוע), הדבר יגרום לשינויים פתאומיים במומנט העומס. על פי נוסחת המהירות, כאשר העומס עולה, Ia עולה והמהירות יורדת בהתאם; כאשר העומס יורד, המהירות עולה שוב.

3. השפעות של סביבת הפעלה חיצונית: ראשית, טמפרטורת סביבה גבוהה תגדיל את התנגדות סליל הארמטורה Ra עקב התפשטות והתכווצות תרמית; במקביל, התכונות המגנטיות של סליל העירור ייחלשו, מה שיוביל לירידה ב-Φ. שתי השפעות אלו יחד גורמות לתנודות במהירות. שנית, גורמים סביבתיים כמו אבק ולחות יגרמו לשחיקת הדקי המנוע או הקומוטאטורים, וכתוצאה מכך התנגדות מגע לא יציבה, אשר בתורה משפיעה על הזרם והמהירות. שלישית, הפרעות אלקטרומגנטיות חיצוניות: שדות מגנטיים חזקים הנוצרים על ידי ציוד בעל הספק גבוה בקרבת מקום יפריעו ליציבות השטף של מערכת העירור.

II. פתרונות שיטתיים

1. אופטימיזציה של מערכת החשמל כדי להבטיח פרמטרים יציבים: ראשית, יש לבדוק את מערכת אספקת החשמל, להחליף חוטים ישנים, ולאמץ שיטות חיבור בעלות התנגדות נמוכה כגון מוטות נחושת כדי להבטיח מגע טוב במעגל הארמטורה. אם אדוות אספקת החשמל גדולה, ניתן להתקין קבלי סינון או מייצבי מתח כדי לייצב את מתח הארמטורה U. שנית, יש לבדוק את מערכת העירור: יש להשתמש במולטימטר כדי למדוד את ההתנגדות של סליל העירור, לבדוק קצרים ומעגלים פתוחים, ולהחליף סלילים פגומים; עבור מנועים בעלי עירור באמצעות שאנט, יש לכייל את הווריאסטר של מעגל העירור באופן קבוע כדי למנוע שינויי התנגדות חריגים. לבסוף, יש לבדוק את סליל הארמטורה: יש לקבוע את הקצר בין הסיבובים באמצעות בדיקת ירידת מתח הארמטורה, לתקן או להחליף את הסליל בזמן, ובמקביל לנקות את מקטעי הקומוטטור וללטש את שכבת התחמוצת כדי להבטיח הולכת זרם חלקה.

2. שיפוץ מבנה מכני להפחתת תנודות התנגדות: יש לתחזק באופן קבוע את מיסבי המנוע, להוסיף שמן סיכה, להחליף מיסבים ואטמים שחוקים כדי להבטיח סיבוב גמיש. לכייל מחדש את המצמד, להתאים את הקונצנטריות ולחזק את ברגי החיבור כדי למנוע העברת עומס לא אחידה. במקביל, לבדוק את ציוד ההעמסה, לנקות את הצטברות החומר בתעלת ההובלה ולתקן רכיבים תקועים כדי להבטיח מומנט עומס יציב, ובכך להפחית את ההשפעה על מהירות המנוע מהמקור.

3. שיפור סביבת ההפעלה כדי למנוע הפרעות חיצוניות: התקן את המנוע במקום מאוורר היטב, הוסף מאווררי קירור או התקני קירור כדי לשלוט בטמפרטורת הסביבה בטווח הפעולה המדורג של המנוע. ספק הגנה אטומה למסופי המנוע ולקומוטטורים כדי למנוע קורוזיה מאבק ולחות. אם יש הפרעות אלקטרומגנטיות, ניתן להתקין מגן במעגל עירור המנוע, או להתאים את מיקום התקנת המנוע כדי להרחיק אותו מציוד הפרעות בעל הספק גבוה.

בנוסף, הקמת מערכת בדיקה סדירה לניטור מהירות המנוע בזמן אמת באמצעות טכומטר, רישום פרמטרי הפעלה וזיהוי מגמות חריגות מראש; ביצוע תחזוקה מקיפה של המנוע באופן קבוע, כולל ניקוי, חיבור וכיול, יכול להפחית ביעילות את ההסתברות לתנודות במהירות ולהבטיח פעולה יציבה של מנוע DC.

הפוסט הקודם

איזה סוג של מערכת תחזוקה יומית יש להקים עבור מפוחי עשן של מקלחות אוויר כדי לאזן בין יעילות הטיהור לבין חיי השירות של הציוד? מהם ההבדלים בסדרי העדיפויות ובמחזורי התחזוקה עבור רכיבים שונים?

הפוסט הבא

המנוע של עגלת הברביקיו החשמלית שלי ממשיך להיתקל בבעיות ומאבד ביצועים זמן קצר לאחר החלפתו. איך לפתור את זה?