डीसी मोटर की अस्थिर गति के मूल कारण और समाधान क्या हैं?

डीसी मोटरों का उपयोग औद्योगिक स्वचालन, रेल परिवहन, घरेलू उपकरणों और अन्य क्षेत्रों में उनके उत्कृष्ट गति नियंत्रण प्रदर्शन और बड़े प्रारंभिक टॉर्क के कारण व्यापक रूप से किया जाता है। हालाँकि, वास्तविक संचालन में अस्थिर गति की समस्या अक्सर उत्पन्न होती है, जो न केवल उपकरणों की प्रसंस्करण सटीकता और उत्पादन क्षमता को प्रभावित करती है, बल्कि मोटर के सेवा जीवन को भी छोटा कर सकती है। इसलिए, उपकरणों के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करने के लिए गति में उतार-चढ़ाव के मूल कारणों को स्पष्ट करना और लक्षित समाधान तैयार करना अत्यंत महत्वपूर्ण है।

I. डीसी मोटर्स की अस्थिर गति के मुख्य कारण

डीसी मोटर की गति सूत्र n = (U – IaRa)/(CeΦ) का अनुसरण करती है (जहाँ n गति है, U आर्मेचर वोल्टेज है, Ia आर्मेचर धारा है, Ra आर्मेचर प्रतिरोध है, Ce मोटर स्थिरांक है, और Φ उत्तेजन फ्लक्स है)। गति में उतार-चढ़ाव का मूल सूत्र में एक या अधिक मापदंडों में असामान्य परिवर्तनों के कारण होता है। वास्तविक परिचालन परिदृश्यों के साथ, मूल कारणों को तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: यांत्रिक दोष, विद्युत असामान्यताएँ और नियंत्रण प्रणाली की समस्याएँ।

1. यांत्रिक संरचना दोष: संचरण और समर्थन प्रणालियों में असामान्यताएं

यांत्रिक दोष सबसे सहज प्रेरक होते हैं। सबसे पहले, बेयरिंग का घिसना या क्षतिग्रस्त होना: लंबे समय तक चलने वाले संचालन के बाद, बेयरिंग बॉल घिस जाते हैं और केज टूट जाता है, जिससे रोटर सनकी हो जाता है, घूर्णन प्रतिरोध बढ़ जाता है और गति में उतार-चढ़ाव होता है। दूसरा, आर्मेचर और स्टेटर के बीच असमान वायु अंतराल: असेंबली त्रुटियाँ या दीर्घकालिक कंपन असंगत वायु अंतराल का कारण बनेंगे, जिससे असंतुलित चुंबकीय फ्लक्स वितरण होगा, जो बदले में विद्युत चुम्बकीय टॉर्क की स्थिरता को प्रभावित करता है। तीसरा, अत्यधिक भार में उतार-चढ़ाव: उदाहरण के लिए, मशीन टूल्स के प्रसंस्करण के दौरान कटिंग की मात्रा में अचानक परिवर्तन और संवहन उपकरण में सामग्री के संचय के कारण मोटर लोड टॉर्क में तुरंत वृद्धि होगी, और आर्मेचर करंट Ia तेजी से बढ़ेगा। गति सूत्र के अनुसार, गति तदनुसार कम हो जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप उतार-चढ़ाव होगा।

2. विद्युत प्रणाली असामान्यताएं: सर्किट और घटक दोष

विद्युत प्रणाली मोटर के संचालन का ऊर्जा आधार है, और इसकी असामान्यताएँ प्राचलों की स्थिरता को सीधे प्रभावित करती हैं। आर्मेचर परिपथ में समस्याएँ सबसे आम हैं। उदाहरण के लिए, आर्मेचर वाइंडिंग का इंटर-टर्न शॉर्ट सर्किट वाइंडिंग के एक हिस्से की विफलता का कारण बनेगा, प्रभावी कंडक्टर क्षेत्र को कम करेगा, और Ia को बढ़ाएगा और अस्थिर करेगा। कम्यूटेटर और ब्रश के बीच खराब संपर्क: ब्रश के घिसने, अपर्याप्त स्प्रिंग दाब या कम्यूटेटर सतह के ऑक्सीकरण के कारण, संपर्क प्रतिरोध में उतार-चढ़ाव होगा, जिससे आर्मेचर वोल्टेज U में उतार-चढ़ाव होगा। उत्तेजन परिपथ में दोष भी महत्वपूर्ण हैं। पृथक रूप से उत्तेजनित डीसी मोटरों में, उत्तेजन वाइंडिंग का खुला परिपथ या खराब संपर्क चुंबकीय फ्लक्स Φ को तेजी से गिरा देगा, और गति तुरंत बढ़ जाएगी ("रनवे" का जोखिम)। शंट-उत्तेजनित मोटरों में, उत्तेजन परिपथ के प्रतिरोध में परिवर्तन Φ को अस्थिर कर देगा, जिसके परिणामस्वरूप गति में उतार-चढ़ाव होता है। इसके अलावा, विद्युत आपूर्ति वोल्टेज में उतार-चढ़ाव भी एक महत्वपूर्ण कारक है। यदि बिजली आपूर्ति प्रणाली का वोल्टेज अस्थिर है, तो यह सीधे यू में परिवर्तन का कारण बनेगा, और गति तदनुसार उतार-चढ़ाव करेगी।

3. नियंत्रण प्रणाली की समस्याएं: गति विनियमन और फीडबैक की विफलता

आधुनिक डीसी मोटर सटीक गति विनियमन प्राप्त करने के लिए ज्यादातर नियंत्रण प्रणालियों पर निर्भर करते हैं, और नियंत्रण प्रणाली में दोष सीधे गति की समस्याओं का कारण बनेंगे। सबसे पहले, गति विनियमन उपकरण में असामान्यताएं: उदाहरण के लिए, थाइरिस्टर गति विनियमन प्रणाली में, ट्रिगर सर्किट में दोषों से थाइरिस्टर के अस्थिर चालन कोण और असामान्य आर्मेचर वोल्टेज विनियमन होता है। दूसरा, फीडबैक लिंक की विफलता: स्पीड फीडबैक सेंसर (जैसे टैकोजेनरेटर, एनकोडर) में दोषों को गति संकेतों को सटीक रूप से एकत्र करना असंभव हो जाता है, और नियंत्रण प्रणाली वास्तविक गति के अनुसार आउटपुट को समायोजित नहीं कर सकती है, जिससे गति सेट मूल्य से विचलित हो जाती है। तीसरा, नियंत्रण एल्गोरिदम में दोष: यदि नियंत्रण प्रणाली द्वारा अपनाए गए पीआईडी एल्गोरिदम पैरामीटर ठीक से ट्यून नहीं किए जाते हैं

II. लक्षित समाधान

1. भौतिक हस्तक्षेप को कम करने के लिए यांत्रिक संरचना को अनुकूलित करें

यांत्रिक दोषों के लिए, एक नियमित रखरखाव तंत्र स्थापित करने की आवश्यकता है: नियमित रूप से असर की संचालन स्थिति की जांच करें, यदि पहनने या असामान्य शोर पाया जाता है तो इसे समय पर बदलें, और घर्षण प्रतिरोध को कम करने के लिए आवश्यकतानुसार चिकनाई ग्रीस जोड़ें; एक समान वायु अंतराल सुनिश्चित करने के लिए आर्मेचर और स्टेटर को सटीक रूप से कैलिब्रेट करें, और असेंबली के दौरान त्रुटियों को सख्ती से नियंत्रित करें; लोड डिज़ाइन को अनुकूलित करें, तात्कालिक लोड प्रभाव से बचने के लिए लोड अंत में बफर डिवाइस (जैसे क्लच, रिड्यूसर) जोड़ें, और साथ ही अधिभार संचालन को रोकने के लिए लोड की मांग के साथ मोटर पावर को उचित रूप से मेल करें।

2. ऊर्जा स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए विद्युत प्रणाली का समस्या निवारण करें

विद्युत प्रणाली का समस्या निवारण चरणबद्ध तरीके से किया जाना चाहिए: सबसे पहले, बिजली आपूर्ति वोल्टेज का पता लगाएं, और सुनिश्चित करें कि वोल्टेज स्टेबलाइजर या वोल्टेज मॉनिटरिंग डिवाइस स्थापित करके बिजली आपूर्ति वोल्टेज स्वीकार्य सीमा के भीतर स्थिर है; दूसरा, आर्मेचर और उत्तेजना सर्किट की जांच करें, घुमावदार के इन्सुलेशन का पता लगाने के लिए मल्टीमीटर और मेगाहोमीटर का उपयोग करें, इंटर-टर्न शॉर्ट सर्किट और ओपन सर्किट समस्याओं का निवारण करें, कम्यूटेटर को पॉलिश करें, पहने हुए ब्रश को बदलें, और अच्छे संपर्क को सुनिश्चित करने के लिए वसंत दबाव को समायोजित करें; अंत में, नियमित रूप से विद्युत घटकों (जैसे संपर्ककर्ता, फ़्यूज़) की जांच करें और सर्किट दोषों के जोखिम को कम करने के लिए समय पर उम्र बढ़ने वाले घटकों को बदलें।

3. सटीक विनियमन प्राप्त करने के लिए नियंत्रण प्रणाली में सुधार करें

अस्थिर गति को हल करने के लिए नियंत्रण प्रणाली का अनुकूलन करना मुख्य है: गति विनियमन उपकरण को नियमित रूप से कैलिब्रेट करें, सटीक आर्मेचर वोल्टेज विनियमन सुनिश्चित करने के लिए ट्रिगर सर्किट और थाइरिस्टर जैसे प्रमुख घटकों की जांच करें; दोषपूर्ण गति प्रतिक्रिया सेंसर को बदलें, उच्च परिशुद्धता और मजबूत विरोधी हस्तक्षेप क्षमता (जैसे फोटोइलेक्ट्रिक एनकोडर) के साथ एक सेंसर का चयन करें, और कंपन हस्तक्षेप को कम करने के लिए सेंसर की स्थापना और निर्धारण को मजबूत करें; नियंत्रण एल्गोरिदम को अनुकूलित करें, गति में उतार-चढ़ाव के लिए सिस्टम की प्रतिक्रिया गति और विनियमन परिशुद्धता में सुधार करने के लिए ऑन-साइट डिबगिंग के माध्यम से पीआईडी मापदंडों को समायोजित करें, और यदि आवश्यक हो, तो विभिन्न कार्य स्थितियों के लिए गतिशील समायोजन का एहसास करने के लिए एक अनुकूली नियंत्रण एल्गोरिदम पेश करें।

III. सारांश

डीसी मोटरों की अस्थिर गति यांत्रिकी, विद्युत और नियंत्रण सहित कई कारकों की संयुक्त क्रिया का परिणाम है। "हार्डवेयर रखरखाव + सिस्टम अनुकूलन" के दोहरे आयामों से समाधान तैयार करना आवश्यक है। एक नियमित रखरखाव तंत्र स्थापित करके, दोषों के मूल कारणों का सटीक निवारण करके, और नियंत्रण रणनीतियों को अनुकूलित करके, मोटर की गति स्थिरता में प्रभावी रूप से सुधार किया जा सकता है, उपकरणों का सेवा जीवन बढ़ाया जा सकता है, और औद्योगिक उत्पादन और उपकरण संचालन की विश्वसनीयता सुनिश्चित की जा सकती है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, समस्याओं के सटीक स्थान निर्धारण और कुशल समाधान को प्राप्त करने के लिए मोटर मॉडल और परिचालन स्थितियों जैसी विशिष्ट स्थितियों को संयोजित करना भी आवश्यक है।

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