DC-motoren worden veel gebruikt in industriële apparatuur, huishoudelijke apparaten en andere toepassingen. Een stabiele snelheid is cruciaal voor de normale werking van de apparatuur. Als de snelheid regelmatig met meer dan ±5% schommelt, leidt dit tot problemen zoals een ongelijkmatige toevoer van transportbanden en een verminderde nauwkeurigheid van de precisiebewerking. De DC-aangedreven draaibank van een kleine machinefabriek ondervond ooit een daling van het kwalificatiepercentage voor de verwerking van onderdelen van 98% naar 85% als gevolg van snelheidsschommelingen. Daarom is het snel oplossen van problemen met snelheidsschommelingen essentieel om de productie-efficiëntie en productkwaliteit te waarborgen.
I. Classificatie van veelvoorkomende oorzaken
De belangrijkste oorzaken van abnormale snelheidsschommelingen in gelijkstroommotoren kunnen worden onderverdeeld in drie categorieën: problemen met de stroomvoorziening, motorische zelffouten, En afwijkingen in het regelcircuitWat de stroomvoorziening betreft, hebben een onstabiele ingangsspanning (zoals plotselinge stijgingen en dalingen in de spanning van het elektriciteitsnet op het platteland, of spanningsschommelingen veroorzaakt door gedeelde industriële apparatuur) of een onvoldoende stroomtoevoer een directe invloed op het elektromagnetische koppel van de ankerwikkeling van de motor, wat leidt tot snelheidsschommelingen. Onder de motorfouten vallen slecht contact tussen de borstel en de commutator (zoals borstelslijtage, oxidatie van het commutatoroppervlak) en gedeeltelijke kortsluiting of onderbreking van de ankerwikkeling. Dit verstoort de interne magnetische veldbalans van de motor, wat resulteert in een onregelmatige snelheid. Afwijkingen in het regelcircuit zijn onder andere onjuiste parameterinstellingen van de regelaar (zoals een onjuiste proportionele coëfficiënt van de PID-regelaar) en verlies of vertraging van signalen van feedbacksensoren (zoals Hall-sensoren), waardoor een nauwkeurige aanpassing van het motortoerental wordt voorkomen.
II. Gerichte probleemoplossingsmethoden
- Problemen met de voeding oplossen
Gebruik een multimeter om continu de spanning en stroomsterkte bij de ingangsaansluiting van de motor te bewaken en de waardeveranderingen tijdens bedrijf te registreren. Als het spanningsschommelingsbereik groter is dan ±10% (bijvoorbeeld de spanning van een 24V-motor fluctueert herhaaldelijk tussen 21V en 27V), of als de stroomsterkte regelmatig lager is dan 80% van de nominale waarde, kan dit worden vastgesteld als een probleem met de voeding. Zo werd in een fabriek voor voedselverwerking door middel van testen een spanningsschommeling tussen 19V en 25V vastgesteld bij de DC-transportbandmotor. De oorzaak hiervan werd vastgesteld als een onstabiele voeding als gevolg van het opstarten van apparatuur met een hoog vermogen in de werkplaats.
- Problemen met zelfstoringen van de motor oplossen
Verwijder na het uitschakelen de motorafdekking, controleer de slijtage van de borstels (vervang de borstel als deze korter is dan 5 mm) en kijk of het oppervlak van de commutator een oxidelaag, krassen of koolstofafzetting vertoont (dit kan voorzichtig worden gepolijst en gereinigd met fijn schuurpapier). Meet de isolatieweerstand van de ankerwikkeling met een megohmmeter; als de weerstandswaarde lager is dan 0,5 MΩ, kan er kortsluiting in de wikkeling zijn. Bij een onderhoudsgeval vertoonde een DC-ventilatormotor toerentalschommelingen als gevolg van ernstige koolstofafzetting op de commutator. De storing verdween na reiniging.
- Problemen met het regelcircuit oplossen
Controleer de parameterinstellingen van de regelaar en vergelijk deze met de handleiding van de apparatuur om te controleren of de PID-parameters (proportionele P, integraal I, afgeleide D) overeenkomen met het motormodel. Gebruik een oscilloscoop om het uitgangssignaal van de feedbacksensor te detecteren. Als het signaal verbroken is of overmatige ruis vertoont, controleer dan of de sensorbedrading los zit of vervang de sensor. In een DC-motor van een geautomatiseerde apparatuur maakte de bedrading van de Hall-sensor slecht contact, wat leidde tot intermitterende signalen en frequente snelheidsschommelingen. Het probleem was opgelost nadat de bedrading opnieuw was vastgedraaid.
III. Overeenkomstige oplossingen
- Oplossing voor problemen met de stroomvoorziening
Bij schommelingen in de netspanning installeert u een DC-spanningsstabilisatiemodule (zoals een stabilisatiemodule voor de ingangsspanning van 12-36 V en de uitgangsspanning van 24 V) om de ingangsspanning van de motor te stabiliseren. Als de netstroom onvoldoende is, vervangt u de kabel door een kabel met een grotere doorsnede (bijvoorbeeld door een kabel van 1,5 mm² te vervangen door een kabel van 2,5 mm²) om het lijnverlies te verminderen. Bij een DC-waterpomp voor irrigatie op het platteland werd de spanning na installatie van een spanningsstabilisatiemodule gestabiliseerd tussen 23,5 V en 24,5 V en werd de snelheidsschommeling verminderd van ±8% tot ±1,5%.
- Oplossing voor motorzelfstoringen
Vervang ernstig versleten koolborstels (kies koolborstels die passen bij het motormodel) en reinig het oppervlak van de commutator met alcohol. Als de ankerwikkeling kortgesloten is, wikkel de wikkeling dan opnieuw of vervang de ankerconstructie. Na het vervangen van de koolborstels en het reinigen van de commutator van een gelijkstroommotor was het probleem met de snelheidsfluctuatie volledig opgelost en was ook het bedrijfsgeluid aanzienlijk verminderd.
- Oplossing voor afwijkingen in het regelcircuit
Kalibreer de PID-parameters van de regelaar opnieuw volgens de handleiding van de apparatuur. Pas bijvoorbeeld de proportionele coëfficiënt P aan van 5 naar 3 en de integratietijd I van 100 ms naar 200 ms om de respons van de snelheidsaanpassing te optimaliseren. Vervang de defecte feedbacksensor om een stabiele signaaloverdracht te garanderen. Na het opnieuw configureren van de parameters van de regelaar van de DC-aandrijfmotor van een precisiebewerkingsmachine werd de snelheidsfluctuatie binnen ±2% geregeld en werd de bewerkingsnauwkeurigheid hersteld naar het oorspronkelijke niveau.
Met behulp van de hierboven genoemde probleemoplossingsmethoden en gerichte oplossingen kan het probleem van abnormale snelheidsschommelingen in gelijkstroommotoren efficiënt worden aangepakt. Zo wordt de stabiele werking van de motor gegarandeerd, wordt de uitvaltijd van apparatuur als gevolg van storingen verminderd en worden de productie- en operationele efficiëntie verbeterd.