Kecepatan putaran motor DC yang tidak stabil disebabkan oleh faktor-faktor kompleks yang melibatkan banyak komponen seperti catu daya, mesin, elektromagnetisme, dan kontrol. Penyebab spesifik dan solusi yang ditargetkan adalah sebagai berikut:
I. Pasokan Daya dan Sistem Pasokan Daya yang Tidak Normal: “Kegagalan Sumber” Masukan Energi
Kecepatan putaran motor DC berhubungan langsung dengan tegangan armatur (sesuai dengan rumus n=(U-IaRa)/(CeΦ), di mana n adalah kecepatan putaran, U adalah tegangan armatur, Ia adalah arus armatur, Ra adalah resistansi armatur, Ce adalah konstanta gaya gerak listrik, dan Φ adalah fluks eksitasi). Fluktuasi tegangan atau anomali arus dalam sistem catu daya merupakan pemicu utama kecepatan putaran yang tidak stabil.
Masalah umum meliputi: tegangan input berfluktuasi lebih dari ±10% karena perubahan beban jaringan listrik; diameter kawat kabel daya terlalu kecil, menyebabkan kehilangan daya yang berlebihan saat arus besar, sehingga mengakibatkan "penurunan tegangan"; kapasitor filter catu daya menua dan rusak, tidak mampu menyaring riak AC, menyebabkan armatur mendapatkan tegangan berdenyut. Misalnya, jika motor DC kecil menggunakan catu daya switching yang berkualitas rendah, akan terjadi getaran kecepatan putaran yang jelas ketika koefisien riak melebihi 5%.
Solusi: Prioritaskan pemilihan catu daya linier atau catu daya switching frekuensi tinggi dengan akurasi pengaturan tegangan dalam ±0,5% untuk memastikan tegangan armatur yang stabil; pilih kawat inti tembaga dengan diameter kawat yang cukup sesuai dengan arus nominal motor, dan kendalikan penurunan tegangan saluran dalam 0,5V; secara berkala periksa nilai kapasitansi kapasitor filter catu daya, ganti komponen yang menua dan rusak, dan jika perlu, tambahkan rangkaian filter sekunder untuk meningkatkan kemurnian catu daya.
II. Kerusakan Struktur Mekanis: “Hambatan Fisik” dalam Transmisi Daya
Keausan, kemacetan, atau penyimpangan perakitan komponen mekanis akan menyebabkan beban motor yang tidak merata, sehingga menyebabkan fluktuasi kecepatan putaran. Masalah inti meliputi: kurangnya oli dan keausan bantalan menyebabkan torsi gesekan yang berfluktuasi, dan dalam kasus yang parah, fenomena "penyapu lubang" (gesekan antara angker dan stator) terjadi; komponen transmisi seperti kopling dan puli dipasang secara eksentrik, menghasilkan gaya radial periodik; ujung beban macet (seperti kemacetan katup, persambungan roda gigi yang buruk), mengakibatkan perubahan torsi beban yang tiba-tiba.
Sebagai contoh, pada motor penggerak sabuk konveyor, jika penyimpangan paralelisme puli melebihi 0,1 mm/m, tegangan sabuk akan berubah secara periodik, dan kecepatan putaran motor akan berfluktuasi sesuai dengan perubahan tersebut. Solusi: Tetapkan mekanisme perawatan rutin, lumasi bantalan setiap 2000 jam operasi, dan ganti bantalan tepat waktu jika keausan melebihi standar; gunakan indikator dial untuk mengkalibrasi koaksialitas dan paralelisme komponen transmisi, dan kendalikan kesalahan dalam batas 0,05 mm; pasang sensor torsi di ujung beban untuk memantau perubahan beban secara real-time dan menghindari operasi beban berlebih.
III. Kerusakan pada Bodi Motor dan Sistem Elektromagnetik: “Penurunan Kinerja” pada Penggerak Inti
Kerusakan pada rangkaian elektromagnetik internal atau komponen struktural motor akan secara langsung merusak stabilitas kecepatan putaran, terutama dimanifestasikan sebagai: penuaan isolasi lilitan armatur menyebabkan korsleting antar lilitan, mengurangi resistansi armatur Ra, meningkatkan arus Ia, dan meningkatkan kecepatan putaran secara tidak normal; rangkaian terbuka atau kontak yang buruk pada lilitan eksitasi menyebabkan penurunan fluks eksitasi Φ dan peningkatan tajam pada kecepatan putaran (risiko "pelarian"); keausan permukaan komutator atau kontak yang buruk pada sikat karbon menyebabkan arus armatur terputus-putus, mengakibatkan denyutan kecepatan putaran.
Untuk mengatasi masalah tersebut, diperlukan metode pengujian profesional untuk menemukan kerusakan: gunakan megohmmeter untuk mendeteksi resistansi isolasi kumparan jangkar, dan lakukan impregnasi ulang dengan cat untuk perawatan isolasi jika nilainya kurang dari 0,5MΩ; ukur arus hidup/mati kumparan eksitasi dengan multimeter, dan poles blok terminal serta kencangkan jika kontaknya buruk; poles permukaan komutator secara teratur dengan amplas halus, sesuaikan tekanan sikat karbon (biasanya 0,15-0,25MPa), dan pastikan luas area kontak melebihi 90%.
IV. Kegagalan Sirkuit Kontrol dan Sistem Umpan Balik: “Kerusakan Sirkuit Tertutup” pada Pengaturan Kecepatan Rotasi
Motor DC modern sebagian besar menggunakan kontrol loop tertutup PID. Sinyal umpan balik kecepatan rotasi yang abnormal atau parameter pengontrol yang tidak sesuai akan menyebabkan kegagalan pengaturan. Masalah umum meliputi: pemasangan sensor kecepatan rotasi yang longgar (seperti encoder dan tachogenerator) menyebabkan hilangnya pulsa sinyal umpan balik; pengaturan parameter PID pengontrol yang tidak wajar, penguatan proporsional yang berlebihan rentan terhadap osilasi, dan waktu integral yang terlalu lama menyebabkan keterlambatan respons; kerusakan komponen seperti relay dan thyristor dalam rangkaian kontrol menyebabkan kegagalan pengaturan tegangan armatur.
Solusi: Pasang sensor kecepatan rotasi dengan struktur anti-longgar, pastikan jalur transmisi sinyal memiliki pelindung yang baik untuk menghindari interferensi elektromagnetik; setel ulang parameter PID melalui "metode kurva atenuasi" agar kecepatan respons sistem sesuai dengan stabilitas; lakukan deteksi hidup/mati secara berkala pada rangkaian kontrol, ganti komponen yang rusak, dan jika perlu, tambahkan modul kontrol redundan untuk meningkatkan keandalan.
Singkatnya, mengatasi masalah kecepatan putaran motor DC yang tidak stabil memerlukan prinsip "penyelidikan sumber dan pemrosesan hierarkis", mendeteksi secara komprehensif dari empat dimensi yaitu catu daya, mesin, elektromagnetisme, dan kontrol, merumuskan solusi yang tepat sasaran berdasarkan kondisi operasi motor, dan membangun mekanisme perawatan rutin untuk secara mendasar memastikan stabilitas kecepatan putaran dan meningkatkan kualitas operasi peralatan.




