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산업 생산이나 일상적인 장비 작동 시, DC 모터는 비정상적인 속도 변동(고속에서 저속까지 속도 변동)을 자주 경험합니다. 이는 장비의 가공 정확도와 작동 안정성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 모터의 수명을 단축시킬 수도 있습니다. DC 모터에서 비정상적인 속도 변동의 핵심 원인은 무엇이며, 이러한 원인에 대한 체계적인 해결책은 무엇일까요?
I. 핵심 원인 분석
DC 모터의 속도는 n = (U – IaRa)/(CeΦ) 공식을 따릅니다(여기서 n은 속도, U는 전기자 전압, Ia는 전기자 전류, Ra는 전기자 회로 저항, Ce는 모터 상수, Φ는 여자 자속). 속도 변동은 본질적으로 공식에서 하나 이상의 매개변수의 비정상적인 변화로 인해 발생하며, 이는 구체적으로 전기 시스템 고장, 기계 구조 문제, 그리고 외부 작동 환경 영향의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
1. 전기 시스템 고장: 이것이 속도 변동의 가장 흔한 원인입니다. 첫째, 전기자 회로의 불안정한 전원 공급(예: DC 전원 공급 장치 출력 전압의 리플, 배선 접촉 불량, 또는 회선 노화로 인한 저항 증가)은 U와 Ia의 순간적인 변화를 유발하여 속도 변동으로 직접 이어집니다. 둘째, 비정상적인 여자 시스템: 타여자 DC 모터의 경우, 여자 권선의 개방 회로, 단락 회로 또는 접촉 불량은 Φ의 급격한 변화를 유발합니다. 션트 여자 모터의 경우, 여자 회로의 저항이 갑자기 증가하면 자속 또한 감소하여 속도가 급격히 증가합니다. 셋째, 전기자 권선 고장: 턴 간 단락, 권선의 개방 회로 또는 정류자 부분의 접촉 불량은 Ia의 불균일을 유발하여 속도 안정성을 손상시킵니다.
2. 기계 구조 문제: 기계적 저항의 급격한 변화는 간접적으로 속도 변동을 유발합니다. 마모되었거나 윤활이 부족하거나 손상된 모터 베어링은 회전 저항을 증가시키고 주기적인 변동을 유발합니다. 커플링 설치 편차(예: 정렬 불량, 느슨함)는 하중 전달 불균형을 초래하고 간헐적인 하중 충격을 발생시킵니다. 모터 자체에 의해 구동되는 부하가 막히거나 정지할 위험이 있는 경우(예: 운반 장비의 재료 적체) 부하 토크가 급격히 변합니다. 속도 공식에 따르면, 부하가 증가하면 Ia가 증가하고 속도가 그에 따라 감소하며, 부하가 감소하면 속도가 다시 증가합니다.
3. 외부 운영 환경의 영향: 첫째, 높은 주변 온도는 열팽창 및 수축으로 인해 전기자 권선 저항 Ra를 증가시킵니다. 동시에 여자 권선의 자기적 특성이 약해져 Φ가 감소합니다. 이 두 가지 영향이 함께 속도 변동을 유발합니다. 둘째, 먼지나 습기와 같은 환경 요인은 모터 단자 또는 정류자를 부식시켜 접촉 저항이 불안정해지고, 이는 전류와 속도에 영향을 미칩니다. 셋째, 외부 전자기 간섭: 근처의 고출력 장비에서 발생하는 강한 자기장은 여자 시스템의 자속 안정성을 저해합니다.
II. 체계적인 솔루션
1. 안정적인 매개변수를 보장하기 위해 전기 시스템 최적화: 첫째, 전원 공급 시스템을 점검하고, 노후된 전선을 교체하며, 구리 막대와 같은 저저항 연결 방식을 채택하여 전기자 회로의 접촉을 양호하게 유지합니다. 전원 공급 리플이 큰 경우, 필터 커패시터 또는 전압 안정기를 설치하여 전기자 전압 U를 안정화할 수 있습니다. 둘째, 여자 시스템을 점검합니다. 멀티미터를 사용하여 여자 권선의 저항을 측정하고, 단락 및 개방 회로를 점검하고, 손상된 권선을 교체합니다. 션트 여자 모터의 경우, 비정상적인 저항 변화를 방지하기 위해 여자 회로 바리스터를 정기적으로 교정합니다. 마지막으로, 전기자 권선을 점검합니다. 전기자 전압 강하 시험을 통해 턴 간 단락을 확인하고, 권선을 적시에 수리 또는 교체하며, 정류자 부분을 청소하고 산화막을 연마하여 원활한 전류 전도를 보장합니다.
2. 저항 변동을 줄이기 위한 기계 구조 점검: 모터 베어링을 정기적으로 점검하고, 윤활유를 보충하고, 마모된 베어링과 씰을 교체하여 회전이 유연하게 유지되도록 하십시오. 커플링을 재교정하고, 동심도를 조정하고, 연결 볼트를 조여 하중 전달이 고르지 않게 되지 않도록 하십시오. 동시에, 하중 장비를 점검하고, 이송 채널에 쌓인 재료를 청소하고, 막힌 부품을 수리하여 안정적인 하중 토크를 확보하고, 모터 속도에 미치는 영향을 줄이십시오.
3. 외부 간섭을 제거하기 위한 운영 환경 개선: 모터를 통풍이 잘 되는 곳에 설치하고, 냉각 팬이나 냉각 장치를 추가하여 모터의 정격 작동 범위 내에서 주변 온도를 조절하십시오. 먼지와 습기로 인한 부식을 방지하기 위해 모터 단자와 정류자를 밀봉하여 보호하십시오. 전자파 간섭이 발생하는 경우, 모터 여자 회로에 차폐막을 설치하거나 모터 설치 위치를 조정하여 고전력 간섭 장비로부터 멀리 떨어지도록 할 수 있습니다.
또한, 회전속도계를 이용하여 모터 속도를 실시간으로 모니터링하고, 운전 매개변수를 기록하며, 이상 추세를 사전에 감지하는 정기 검사 시스템을 구축하고, 모터에 대한 청소, 고정, 교정 등의 종합적인 유지 관리를 정기적으로 실시하면 속도 변동 가능성을 효과적으로 줄이고 DC 모터의 안정적인 작동을 보장할 수 있습니다.
