質問: 運転中に DC モーターの速度が頻繁に変動する (速度が急激に上昇したり下降したりする) 主な原因は何ですか。また、トラブルシューティングと解決のためにどのような対策を講じる必要がありますか。
答え:
速度変動は、DCモーターの運転における典型的な故障です。その本質は、モーターの出力トルクと負荷トルクの不均衡、または速度制御システムと機械伝達部品の異常にあります。トラブルシューティングは、電気システム、機械構造、制御デバイスの3つの側面から順に行う必要があります。具体的な原因と解決策は次のとおりです。
I. 電気系統の故障:速度変動の主因
まず、電気系統の故障は速度変動の核心的な原因の一つです。一方、不安定な電源供給も原因の一つです。DCモーターの回転速度は電機子電圧に比例します。電機子に入力されるDC電圧に過度のリップルや瞬間的な電圧降下などの問題がある場合、それに応じて速度が直接変動します。例えば、整流装置内のフィルタコンデンサの老朽化や整流ダイオードの損傷により、交流整流後の直流電圧に多くの交流成分が含まれ、電機子電流が不安定になり、さらに速度変動を引き起こします。このような場合、オシロスコープを使用して電機子間の電圧を検出し、老朽化したフィルタコンデンサや損傷したダイオードを交換し、電源ケーブルの接触状態を確認し、端子台を締め付けて、過度の接触抵抗による電圧損失の不均一を回避する必要があります。
一方、電機子巻線または界磁巻線の故障。電機子巻線の局所的な短絡、断線、または巻線の絶縁層の損傷による漏電は、電機子電流の不均一な分布と出力トルクの不安定化につながります。界磁巻線の接触不良やターン間短絡などの問題は、励磁磁束の変化を引き起こします。DCモータの速度公式n = (U-IaRa) / (CeΦ)(Uは電機子電圧、Iaは電機子電流、Raは電機子抵抗、Ceはモータ定数、Φは励磁磁束)によると、磁束Φの変動は速度nの変化を直接引き起こします。トラブルシューティングでは、巻線の絶縁抵抗をメガオームメーターで検出し、マルチメーターで短絡および断線故障をチェックし、損傷した巻線を修理または交換し、巻線表面のほこりや油汚れを清掃して絶縁性能の低下を防ぐ必要があります。
II. 機械構造の異常:速度変動を間接的に引き起こす主な要因
第二に、機械構造の異常が間接的に速度変動を引き起こす可能性があります。一つは伝達機構の異常です。例えば、ベルト伝動におけるベルトの緩みや滑り、ギア伝動における過度の摩耗やバックラッシュは、モーターの出力を負荷に安定的に伝達できなくなり、「空転」と「急激な負荷変動」が交互に発生し、速度変動として現れます。この問題を解決するには、ベルト張力の調整、摩耗したベルトやギアの交換、ギア噛み合い部への潤滑油の塗布、そして伝動バックラッシュの低減が重要です。もう一つは、モーターベアリングの故障やローターのアンバランスです。ベアリングの摩耗やオイル不足は、ローターの回転抵抗の増加と不安定化につながります。ローターの重心のずれは振動を引き起こし、速度安定性に影響を与え、微少な騒音を伴います。振動による危険を排除するためには、モーターを分解してベアリングを点検し、摩耗したベアリングを交換して専用の潤滑油を補充し、ローターの動バランス調整を行う必要があります。
III. 速度制御装置の故障:制御可能なDCモータ特有の問題
最後に、速度調整装置の故障は、制御可能なDCモーターの速度変動の重要な誘発要因です。直励磁および複励磁DCモーターの場合、速度調整抵抗器の接触不良や調速機内部の電子部品の老朽化により、電機子回路または界磁回路の抵抗が不安定になり、モーターの速度が変化します。ブラシレスDCモーターの場合、コントローラーから出力される駆動信号の異常やホールセンサーの不正確な位置により、整流タイミングにずれが生じ、モーターの動作が不安定になります。トラブルシューティングの際には、機械式速度調整装置の場合は、速度調整抵抗器の接点の酸化層を清掃し、老朽化した調速機を交換します。ブラシレスDCモーターの場合は、ホールセンサー信号を検出し、センサーの取り付け位置を調整し、故障したコントローラーモジュールを交換して、駆動信号とローター位置の正確な一致を確保します。
IV. 負荷要因とトラブルシューティングプロセス:補助的な解決と効率的な位置特定
さらに、負荷変動も速度変動を引き起こす可能性があります。負荷に瞬間的な過負荷や負荷の不均一性がないかどうかを確認し、負荷の動作状態を最適化し、負荷ショックがモーターの速度に影響を与えないようにする必要があります。トラブルシューティングでは、「電気的、機械的、静的、動的」の順序を採用できます。まず、負荷を切り離して、モーターの無負荷速度が安定しているかどうかを検出します。負荷率を排除した後、電源、巻線、伝動構造、速度調整装置を一つずつ点検し、効率的に故障箇所を特定します。的を絞った治療を行うことで、DCモーターの速度変動問題を効果的に解決し、機器の動作精度を回復し、モーターの寿命を延ばすことができます。




