DCモーターは運転中に回転速度の変動を頻繁に経験します。この現象の根本的な原因は何でしょうか？また、それぞれの原因に対してどのような解決策を講じるべきでしょうか？

DCモーターは、優れた速度制御性能と大きな始動トルクにより、工作機械、電気自動車、精密機器などの分野で広く使用されています。回転速度の安定性は、その中核的な性能指標の一つです。回転速度の不安定化の本質は、モーターの出力トルクと負荷トルクのアンバランス、あるいは速度制御システムにおける信号伝達の異常にあります。具体的には、機械構造、電気システム、制御モジュールの3つの側面から原因を究明し、それに応じた的確な解決策を実施することができます。

1. 異常な機械構造：トルク伝達の物理的障害

機械部品の摩耗や組み付けのズレは、モーターの動力伝達の安定性に直接的な悪影響を及ぼします。まず、ベアリングの故障はよくある誘因です。ベアリングの油切れ、ボールの摩耗、長期運転によるリテーナーの破損は、ローターの回転抵抗を変動させ、回転速度の変動につながります。次に、軸ずれや弾性部品の老朽化など、カップリングの不適切な取り付けは、動力伝達に影響を与え、モーターの負荷に瞬間的な変化をもたらします。さらに、モーターと負荷をつなぐ伝動ベルトのたるみや滑り、負荷端の噛み込み（工作機械のガイドレールの摩耗によるスムーズな動きなど）は、モーターの実際の負荷を定格値から逸脱させ、異常な回転速度につながります。

このような問題の解決策は、「機械的嵌合精度の回復」に重点を置く必要があります。つまり、ベアリングを定期的に給油してメンテナンスし、専用のグリースを使用して摩耗状態を確認し、摩耗が基準を超えたら適時に交換します。カップリング軸を再調整し、老朽化した弾性部品を交換して、同軸度誤差が 0.1 mm 以内に制御されていることを確認します。伝動ベルトの張力を調整し、負荷端の異物を取り除き、可動部品をオーバーホールして、負荷の安定した動作を確保します。

2. 電気システムの故障：不安定なエネルギー供給の根本原因

電気系統はモーターの動力源であり、その故障は入力エネルギーの変動に直接つながります。第一に、電源の問題：交流整流後の直流電源のフィルタコンデンサが故障したり、整流ブリッジの片方のアームが損傷したりすると、入力直流電圧に多くのリップルが含まれ、電機子電流が不安定になります。第二に、電機子巻線の故障：巻線のターン間短絡、配線の緩み、または整流子片の酸化などにより、電機子回路抵抗が変動し、電磁トルクの出力に影響を与えます。第三に、励磁システムの異常：他励式直流モーターの励磁巻線の断線や接触不良、あるいは分流式モーターの励磁回路抵抗の急激な変化は、主磁束の変化につながります。回転速度の公式n=(U-IaRa)/(CeΦ)によれば、磁束Φの変動は回転速度の激しい変化を直接引き起こします。

電気系統の故障に対する解決策は、「正確な検出＋適切な修理」にあります。マルチメーターを使用して電力出力電圧のリップル係数を検出し、故障したフィルタコンデンサと損傷した整流器部品を交換し、DC電圧が確実に維持されるようにします。

前の投稿

DC モーターは何に使用されますか?

次の投稿

ACモーターは、可変周波数速度制御中に過熱や過負荷になりやすいのはなぜでしょうか？この問題を技術的な手段で効果的に抑制するにはどうすればよいでしょうか？