DC 모터의 작동 중 비정상적인 속도 변동의 일반적인 원인은 무엇이며, 목표 지향적인 문제 해결 및 해결을 수행하는 방법은 무엇입니까?

DC 모터는 산업 장비, 가전제품 등 다양한 분야에 널리 사용됩니다. 안정적인 속도는 장비의 정상 작동을 보장하는 데 매우 중요합니다. 속도가 ±5% 이상 자주 변동하면 컨베이어 벨트의 불균일한 이송 및 정밀 가공의 정밀도 저하와 같은 문제가 발생합니다. 한 소규모 기계 공장의 DC 구동 선반은 속도 변동으로 인해 부품 가공 합격률이 98%에서 85%로 떨어진 적이 있습니다. 따라서 생산 효율과 제품 품질을 보장하기 위해서는 속도 변동 문제를 신속하게 해결하는 것이 필수적입니다.

I. 일반적인 원인의 분류

DC 모터의 비정상적인 속도 변동의 핵심 원인은 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 전원 공급 장치 문제, 모터 자체 고장, 그리고 제어 회로 이상전원 공급 측면에서 불안정한 입력 전압(예: 농촌 전력망 전압의 급격한 상승 및 하강, 산업 장비의 공유 회선으로 인한 전압 변동) 또는 불충분한 전류 공급은 모터 전기자 권선의 전자기 토크에 직접적인 영향을 미쳐 속도 변동을 유발합니다. 모터 자체 고장 중 브러시와 정류자 사이의 접촉 불량(예: 브러시 마모, 정류자 표면 산화), 전기자 권선의 부분 단락 또는 개방은 모터의 내부 자기장 평형을 교란시켜 불규칙한 속도를 초래합니다. 제어 회로의 이상에는 잘못된 거버너 매개변수 설정(예: PID 제어기의 부적절한 비례 계수) 및 피드백 센서(예: 홀 센서)의 신호 손실 또는 지연이 포함되며, 이로 인해 모터 속도가 정확하게 조정되지 않습니다.

II. 타겟형 문제 해결 방법

전원 공급 장치 문제 해결

멀티미터를 사용하여 모터 입력 단자의 전압과 전류를 지속적으로 모니터링하고, 운전 중 값의 변화를 기록하십시오. 전압 변동 범위가 ±10%를 초과하거나(예: 정격 24V 모터의 전압이 21V와 27V 사이에서 반복적으로 변동) 전류가 정격 값의 80% 미만으로 자주 낮아지는 경우 전원 공급 장치 문제로 판단할 수 있습니다. 예를 들어, 식품 가공 공장에서 DC 컨베이어 벨트 모터의 전압 변동이 19V와 25V 사이에서 발생하는 것을 테스트 결과 확인했으며, 작업장 내 고전력 장비의 시동으로 인한 전원 공급 불안정이 원인으로 진단되었습니다.

모터 자체 고장 문제 해결

전원을 끈 후 모터 끝단 커버를 제거하고 브러시 마모를 점검합니다(브러시 길이가 5mm 미만인 경우 교체). 또한 정류자 표면에 산화막, 긁힘 또는 탄소 침전물이 있는지 확인합니다(이 경우 고운 사포로 부드럽게 연마하고 청소할 수 있습니다). 전기자 권선의 절연 저항을 메가옴미터로 측정합니다. 저항 값이 0.5MΩ 미만이면 권선 단락이 있을 수 있습니다. 정비 사례에서 DC 팬 모터의 정류자에 심각한 탄소 침전물이 쌓여 속도 변동이 발생했지만 청소 후 문제가 해결되었습니다.

제어 회로 문제 해결

거버너 파라미터 설정을 확인하고 장비 설명서와 비교하여 PID 파라미터(비례 P, 적분 I, 미분 D)가 모터 모델과 일치하는지 확인하십시오. 오실로스코프를 사용하여 피드백 센서의 출력 신호를 검출하십시오. 신호가 끊어지거나 과도한 노이즈가 있는 경우 센서 배선이 느슨한지 확인하거나 센서를 교체하십시오. 자동화 장비의 DC 모터에서 홀 센서 배선의 접촉 불량으로 인해 간헐적인 신호 출력과 잦은 속도 변동이 발생했습니다. 배선을 다시 조인 후 문제가 해결되었습니다.

III. 해당 솔루션

전원 공급 문제 해결

계통 전압 변동이 있는 경우, DC 전압 안정화 모듈(예: 12~36V 입력, 24V 출력 전압 안정화 모듈)을 설치하여 모터 입력 전압을 안정화하십시오. 선 전류가 부족한 경우, 선로 손실을 줄이기 위해 단면적이 더 큰 전선으로 교체하십시오(예: 1.5mm² 전선을 2.5mm² 전선으로 교체). 농촌 관개용 DC 워터 펌프의 경우, 전압 안정화 모듈을 설치한 후 전압이 23.5V와 24.5V 사이에서 안정화되었고, 속도 변동은 ±8%에서 ±1.5%로 감소했습니다.

모터 자체 고장에 대한 솔루션

심하게 마모된 브러시(모터 모델에 맞는 카본 브러시 선택)를 교체하고 정류자 표면을 알코올로 청소하십시오. 전기자 권선이 단락된 경우 권선을 다시 감거나 전기자 어셈블리를 교체하십시오. DC 모터의 브러시를 교체하고 정류자를 청소한 후, 속도 변동 문제가 완전히 해결되었고 작동 소음도 크게 감소했습니다.

제어 회로 이상에 대한 솔루션

장비 설명서에 따라 거버너 PID 파라미터를 재보정하십시오. 예를 들어, 비례 계수 P를 5에서 3으로, 적분 시간 I를 100ms에서 200ms로 조정하여 속도 조정 응답을 최적화하십시오. 안정적인 신호 전송을 위해 고장난 피드백 센서를 교체하십시오. 정밀 공작기계 DC 구동 모터의 거버너 파라미터를 재구성한 후, 속도 변동이 ±2% 이내로 제어되었고 가공 정밀도가 원래 수준으로 복원되었습니다.

위에 분류된 문제 해결과 목표 솔루션을 통해 DC 모터의 비정상적인 속도 변동 문제를 효율적으로 해결하여 모터의 안정적인 작동을 보장하고, 오류로 인한 장비 가동 중단 시간을 줄이고, 생산 및 운영 효율성을 개선할 수 있습니다.

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