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Nella produzione industriale o nel funzionamento quotidiano delle apparecchiature, i motori a corrente continua sono spesso soggetti a fluttuazioni anomale di velocità (velocità variabile da alta a bassa). Ciò non solo influisce sulla precisione di lavorazione e sulla stabilità operativa delle apparecchiature, ma può anche ridurne la durata utile. Quali sono le cause principali delle fluttuazioni anomale di velocità nei motori a corrente continua? Quali soluzioni sistematiche dovrebbero essere adottate per risolvere queste cause?
I. Analisi delle cause principali
La velocità di un motore a corrente continua segue la formula n = (U – IaRa)/(CeΦ) (dove n è la velocità, U è la tensione di indotto, Ia è la corrente di indotto, Ra è la resistenza del circuito di indotto, Ce è la costante del motore e Φ è il flusso di eccitazione). La fluttuazione della velocità è essenzialmente causata da variazioni anomale di uno o più parametri nella formula, che possono essere specificamente suddivisi in tre categorie: guasti al sistema elettrico, problemi alla struttura meccanica e influenze dell'ambiente operativo esterno.
1. Guasti all'impianto elettrico: Questa è la causa più comune di fluttuazioni di velocità. In primo luogo, un'alimentazione instabile nel circuito di indotto, come ondulazioni nella tensione di uscita dell'alimentatore CC, scarso contatto dei cavi o aumento della resistenza dovuto all'invecchiamento della linea, causerà variazioni istantanee di U e Ia, con conseguente diretta fluttuazione della velocità. In secondo luogo, sistemi di eccitazione anomali: nei motori CC ad eccitazione separata, circuiti aperti, cortocircuiti o scarso contatto nell'avvolgimento di eccitazione causeranno una variazione improvvisa di Φ; per i motori ad eccitazione in derivazione, se la resistenza del circuito di eccitazione aumenta improvvisamente, anche il flusso magnetico diminuirà, con conseguente brusco aumento della velocità. In terzo luogo, guasti agli avvolgimenti di indotto: cortocircuiti tra spire, circuiti aperti nell'avvolgimento o scarso contatto dei segmenti del commutatore causeranno un valore Ia non uniforme, compromettendo la stabilità della velocità.
2. Problemi di struttura meccanica: Variazioni improvvise della resistenza meccanica causeranno indirettamente fluttuazioni di velocità. Cuscinetti del motore usurati, scarsamente lubrificati o danneggiati aumenteranno la resistenza alla rotazione e causeranno fluttuazioni periodiche. Deviazioni nell'installazione del giunto (come disallineamento, allentamento) causeranno una trasmissione non uniforme del carico e formeranno impatti di carico intermittenti. Se il carico azionato dal motore stesso rischia di incepparsi o bloccarsi (ad esempio a causa dell'accumulo di materiale nelle apparecchiature di trasporto), causerà improvvise variazioni della coppia di carico. Secondo la formula della velocità, quando il carico aumenta, Ia aumenta e la velocità diminuisce di conseguenza; quando il carico diminuisce, la velocità aumenta nuovamente.
3. Influenze dell'ambiente operativo esterno: In primo luogo, un'elevata temperatura ambiente aumenterà la resistenza Ra dell'avvolgimento dell'indotto a causa dell'espansione e della contrazione termica; allo stesso tempo, le proprietà magnetiche dell'avvolgimento di eccitazione si indeboliranno, con conseguente diminuzione di Φ. Questi due effetti combinati causano fluttuazioni di velocità. In secondo luogo, fattori ambientali come polvere e umidità corroderanno i terminali del motore o i commutatori, con conseguente instabilità della resistenza di contatto, che a sua volta influisce sulla corrente e sulla velocità. In terzo luogo, interferenze elettromagnetiche esterne: forti campi magnetici generati da apparecchiature ad alta potenza nelle vicinanze interferiranno con la stabilità del flusso del sistema di eccitazione.
II. Soluzioni sistematiche
1. Ottimizzare il sistema elettrico per garantire parametri stabili: Innanzitutto, ispezionare il sistema di alimentazione, sostituire i cavi obsoleti e adottare metodi di collegamento a bassa resistenza, come barre di rame, per garantire un buon contatto nel circuito dell'indotto. Se l'ondulazione dell'alimentazione è elevata, è possibile installare condensatori di filtro o stabilizzatori di tensione per stabilizzare la tensione di indotto U. In secondo luogo, ispezionare il sistema di eccitazione: utilizzare un multimetro per misurare la resistenza dell'avvolgimento di eccitazione, verificare la presenza di cortocircuiti e circuiti aperti e sostituire gli avvolgimenti danneggiati; per i motori con eccitazione in derivazione, calibrare regolarmente il varistore del circuito di eccitazione per prevenire variazioni anomale della resistenza. Infine, ispezionare l'avvolgimento dell'indotto: determinare il cortocircuito tra spire attraverso il test di caduta di tensione dell'indotto, riparare o sostituire l'avvolgimento tempestivamente e, allo stesso tempo, pulire i segmenti del commutatore e lucidare lo strato di ossido per garantire una conduzione di corrente fluida.
2. Revisione della struttura meccanica per ridurre le fluttuazioni di resistenza: Eseguire regolarmente la manutenzione dei cuscinetti del motore, aggiungere olio lubrificante, sostituire i cuscinetti e le guarnizioni usurati per garantire una rotazione flessibile. Ricalibrare il giunto, regolare la concentricità e serrare i bulloni di collegamento per evitare una trasmissione non uniforme del carico. Allo stesso tempo, ispezionare l'attrezzatura di carico, pulire l'accumulo di materiale nel canale di trasporto e riparare i componenti bloccati per garantire una coppia di carico stabile, riducendo così l'impatto sulla velocità del motore.
3. Migliorare l'ambiente operativo per eliminare le interferenze esterne: Installare il motore in un luogo ben ventilato, aggiungere ventole di raffreddamento o dispositivi di raffreddamento per controllare la temperatura ambiente entro l'intervallo operativo nominale del motore. Fornire una protezione sigillata per i terminali del motore e i commutatori per prevenire la corrosione causata da polvere e umidità. In caso di interferenze elettromagnetiche, è possibile installare una schermatura nel circuito di eccitazione del motore oppure regolare la posizione di installazione del motore per tenerlo lontano da apparecchiature ad alta potenza.
Inoltre, l'istituzione di un sistema di ispezione regolare per monitorare la velocità del motore in tempo reale con un tachimetro, registrare i parametri operativi e rilevare in anticipo tendenze anomale; l'esecuzione regolare di una manutenzione completa del motore, tra cui pulizia, fissaggio e calibrazione, può ridurre efficacemente la probabilità di fluttuazioni di velocità e garantire il funzionamento stabile del motore CC.
