שאלה: מהן הסיבות העיקריות לתנודות תכופות במהירות (עלייה וירידה פתאומית במהירות) של מנועי DC במהלך הפעולה, ואילו צעדים ממוקדים יש לנקוט לאיתור תקלות ופתרון?
תְשׁוּבָה:
תנודות מהירות הן תקלה אופיינית בפעולת מנועי DC. מהותן טמונה בחוסר איזון בין מומנט המוצא של המנוע למומנט העומס, או חריגות במערכת ויסות המהירות ובחלקי תיבת ההילוכים המכניים. פתרון בעיות צריך להתבצע אחד אחד משלושה היבטים: מערכת חשמלית, מבנה מכני והתקן ויסות. הסיבות והפתרונות הספציפיים הם כדלקמן:
א. כשלים במערכת החשמל: גורמים מרכזיים לתנודות מהירות
ראשית, כשלים במערכת החשמל הם אחת הסיבות העיקריות לתנודות במהירות. מצד אחד, אספקת חשמל לא יציבה. מהירות מנוע DC היא פרופורציונלית למתח הארמטורה. אם מתח ה-DC שמגיע לארמטורה נתקל בבעיות כמו אדוות מוגזמות או ירידת מתח מיידית, הדבר יגרום ישירות לתנודות מהירות בהתאם. לדוגמה, קבלי סינון ישנים או דיודות מיישר פגומות בהתקן המיישר יגרמו למתח ה-DC לאחר יישור זרם חילופין להכיל מספר רב של רכיבי זרם חילופין, מה שיוביל לזרם ארמטורה לא יציב ולתנודות נוספות במהירות. בשלב זה, יש להשתמש באוסילוסקופ כדי לזהות את המתח על פני הארמטורה, להחליף קבלי סינון ישנים ודיודות פגומות, ולבדוק האם כבלי החשמל נמצאים במגע טוב, להדק את בלוקי ההדקים כדי למנוע אובדן מתח לא אחיד עקב התנגדות מגע מוגזמת.
מצד שני, תקלות בסליל הארמטורה או בסליל השדה. קצרים מקומיים, מעגלים פתוחים בסליל הארמטורה, או דליפה הנגרמת משכבות בידוד פגומות של הסליל יובילו לפיזור לא אחיד של זרם הארמטורה ומומנט פלט לא יציב; בעיות כגון מגע לקוי וקצרים בין סיבובים בסליל השדה יגרמו לשינויים בשטף העירור. על פי נוסחת מהירות מנוע DC n=(U-IaRa)/(CeΦ) (כאשר U הוא מתח הארמטורה, Ia הוא זרם הארמטורה, Ra היא התנגדות הארמטורה, Ce הוא קבוע המנוע, ו-Φ הוא שטף העירור), תנודות בשטף Φ יגרמו ישירות לשינויים במהירות n. במהלך פתרון בעיות, יש להשתמש במגומטר כדי לזהות את התנגדות הבידוד של הסליל, במולטימטר כדי לבדוק תקלות קצרות ומעגלים פתוחים, לתקן או להחליף את הסליל הפגום, ולנקות את כתמי האבק והשמן על פני הסליל כדי למנוע פגיעה בביצועי הבידוד.
II. אנומליות במבנה המכני: גורמים מרכזיים הגורמים בעקיפין לתנודות מהירות
שנית, חריגות במבנה המכני יכולות להוביל בעקיפין לתנודות במהירות. מצד אחד, סטיות במנגנון תיבת ההילוכים. לדוגמה, רצועות רופפות או מחליקות בתיבת ההילוכים, ובלאי או חופש יתר בתיבת ההילוכים יאפשרו לכוח המופק מהמנוע להיות מועבר ביציבות לעומס, וכתוצאה מכך "סרק" ו"שינויי עומס פתאומיים" לסירוגין, המתבטאים כתנודות במהירות. בעת פתרון בעיה זו, יש להתאים את מתח הרצועה, להחליף רצועות וגלגלי שיניים שחוקים, למרוח שמן סיכה על אזור הרשת של גלגלי השיניים ולהפחית את חופש ההילוכים. מצד שני, תקלות במיסבי המנוע או חוסר איזון ברוטור. בלאי וחוסר שמן במיסבים יובילו להתנגדות סיבובית מוגברת וחוסר יציבות של הרוטור; סטייה ממרכז הכובד של הרוטור תגרום לרעידות, אשר בתורן משפיעות על יציבות המהירות ומלוות ברעש קל. יש צורך לפרק את המנוע כדי לבדוק את המיסבים, להחליף מיסבים שחוקים ולהוסיף שמן סיכה מיוחד, ולבצע תיקון איזון דינמי על הרוטור כדי למנוע סכנות רעידות.
ג. כשלים במכשירי ויסות מהירות: בעיות בלעדיות של מנועי DC נשלטים
לבסוף, כשלים בהתקן ויסות המהירות הם גורמים חשובים לתנודות מהירות במנועי DC נשלטים. עבור מנועי DC בעלי עירור טורי ומעורר מורכב, מגע לקוי של נגד ויסות המהירות והזדקנות של רכיבים אלקטרוניים פנימיים של ווסת המהירות יובילו להתנגדות לא יציבה של מעגל הארמטורה או מעגל השדה, וישנו את מהירות המנוע; עבור מנועי DC ללא מברשות, אותות הנעה חריגים המופקים על ידי הבקר ומיקום לא מדויק של חיישן הול יגרמו לסטיות בתזמון הקומוטציה, וכתוצאה מכך לפעולת המנוע לא יציבה. במהלך פתרון בעיות, אם מדובר בהתקן ויסות מהירות מכני, יש לנקות את שכבת התחמוצת על המגעים של נגד ויסות המהירות ולהחליף את ווסת המהירות המזדקן; אם מדובר במנוע DC ללא מברשות, יש לזהות את אות חיישן הול, להתאים את מיקום ההתקנה של החיישן ולהחליף את מודול הבקר הפגום כדי להבטיח התאמה מדויקת בין אות ההנעה למיקום הרוטור.
IV. גורמי עומס ותהליך פתרון בעיות: רזולוציית עזר ולוקליזציה יעילה
בנוסף, תנודות בעומס יכולות גם לגרום לשינויים במהירות. יש צורך לאשר האם יש עומס יתר מיידי או עומס לא אחיד, לייעל את מצב פעולת העומס ולהימנע מהשפעת הלם עומס על מהירות המנוע. במהלך פתרון בעיות, ניתן לאמץ את הרצף של "תחילה חשמלי, אחר כך מכני; תחילה סטטי, אחר כך דינמי". ראשית, יש לנתק את העומס כדי לזהות האם מהירות המנוע ללא עומס יציבה. לאחר ביטול גורם העומס, יש לבדוק את ספק הכוח, הסלילים, מבנה תיבת ההילוכים והתקן ויסות המהירות אחד אחד כדי לאתר ביעילות את נקודת התקלה. באמצעות טיפול ממוקד, ניתן לפתור ביעילות את בעיית תנודות המהירות של מנועי DC, לשחזר את דיוק הפעולה של הציוד ולהאריך את חיי השירות של המנוע.




