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Motores CC são amplamente utilizados em equipamentos industriais, eletrodomésticos e outros cenários. A velocidade estável é crucial para garantir o funcionamento normal do equipamento. Se a velocidade oscilar frequentemente em mais de ±5%, isso levará a problemas como alimentação irregular das correias transportadoras e redução da precisão da usinagem de precisão. Um torno CC de uma pequena fábrica de máquinas apresentou uma queda na taxa de qualificação de processamento de peças de 98% para 85% devido a flutuações de velocidade. Portanto, solucionar rapidamente os problemas de flutuação de velocidade é essencial para garantir a eficiência da produção e a qualidade do produto.
I. Classificação das Causas Comuns
As principais causas de flutuações anormais de velocidade em motores CC podem ser divididas em três categorias: problemas de fornecimento de energia, falhas do motor, e anormalidades do circuito de controleEm termos de fornecimento de energia, a tensão de entrada instável (como aumentos e quedas repentinas na tensão da rede elétrica rural ou flutuações de tensão causadas por linhas compartilhadas de equipamentos industriais) ou o fornecimento de corrente insuficiente afetarão diretamente o torque eletromagnético do enrolamento da armadura do motor, causando flutuações de velocidade. Entre as falhas do motor, o mau contato entre a escova e o comutador (como desgaste da escova, oxidação da superfície do comutador) e o curto-circuito parcial ou circuito aberto do enrolamento da armadura interromperão o equilíbrio do campo magnético interno do motor, resultando em velocidade errática. Anormalidades no circuito de controle incluem configurações incorretas dos parâmetros do regulador (como coeficiente proporcional inadequado do controlador PID) e perda ou atraso de sinais de sensores de feedback (como sensores Hall), que impedem o ajuste preciso da velocidade do motor.
II. Métodos de solução de problemas direcionados
- Solução de problemas de fonte de alimentação
Utilize um multímetro para monitorar continuamente a tensão e a corrente no terminal de entrada do motor e registrar as alterações de valor durante a operação. Se a faixa de flutuação de tensão exceder ±10% (por exemplo, a tensão nominal de um motor de 24 V oscila repetidamente entre 21 V e 27 V), ou se a corrente for frequentemente inferior a 80% do valor nominal, pode-se determinar um problema no fornecimento de energia. Por exemplo, em uma fábrica de processamento de alimentos, o motor de correia transportadora CC apresentou uma flutuação de tensão entre 19 V e 25 V durante testes, e a causa foi diagnosticada como fornecimento de energia instável devido à partida de equipamentos de alta potência na oficina.
- Solução de problemas de falha automática do motor
Após desligar, remova a tampa da extremidade do motor, verifique o desgaste das escovas (substitua-as se o comprimento das escovas for inferior a 5 mm) e observe se a superfície do comutador apresenta camada de óxido, arranhões ou depósitos de carbono (que podem ser polidos e limpos com lixa fina). Meça a resistência de isolamento do enrolamento da armadura com um megôhmetro; se o valor da resistência for inferior a 0,5 MΩ, pode haver um curto-circuito no enrolamento. Em um caso de manutenção, um motor de ventilador CC apresentou flutuações de velocidade devido a depósitos de carbono severos no comutador, e a falha desapareceu após a limpeza.
- Solução de problemas do circuito de controle
Verifique as configurações dos parâmetros do regulador e compare com o manual do equipamento para confirmar se os parâmetros PID (proporcional P, integral I, derivativo D) correspondem ao modelo do motor. Use um osciloscópio para detectar o sinal de saída do sensor de realimentação; se o sinal estiver desconectado ou apresentar ruído excessivo, verifique se a fiação do sensor está solta ou substitua-o. Em um motor CC de um equipamento automatizado, a fiação do sensor Hall estava com mau contato, causando sinais intermitentes e frequentes picos de velocidade. O problema foi resolvido após o reaperto da fiação.
III. Soluções Correspondentes
- Solução para problemas de fornecimento de energia
Em caso de flutuação da tensão da rede, instale um módulo de estabilização de tensão CC (como um módulo de estabilização de tensão de entrada de 12-36 V e saída de 24 V) para estabilizar a tensão de entrada do motor. Se a corrente da linha for insuficiente, substitua o fio por um de seção transversal maior (como substituir um fio de 1,5 mm² por um de 2,5 mm²) para reduzir as perdas na linha. Para uma bomba d'água CC para irrigação rural, após a instalação de um módulo de estabilização de tensão, a tensão foi estabilizada entre 23,5 V e 24,5 V, e a flutuação da velocidade foi reduzida de ±8% para ±1,5%.
- Solução para falhas automáticas do motor
Substitua as escovas muito desgastadas (selecione escovas de carvão adequadas ao modelo do motor) e limpe a superfície do comutador com álcool. Se o enrolamento da armadura estiver em curto-circuito, rebobine-o ou substitua o conjunto da armadura. Após a substituição das escovas e a limpeza do comutador de um motor CC, o problema de flutuação de velocidade foi completamente resolvido e o ruído operacional também foi significativamente reduzido.
- Solução para anormalidades no circuito de controle
Recalibre os parâmetros PID do regulador de acordo com o manual do equipamento. Por exemplo, ajuste o coeficiente proporcional P de 5 para 3 e o tempo integral I de 100 ms para 200 ms para otimizar a resposta de ajuste de velocidade. Substitua o sensor de feedback defeituoso para garantir uma transmissão de sinal estável. Após reconfigurar os parâmetros do regulador do motor de acionamento CC de uma máquina-ferramenta de precisão, a flutuação de velocidade foi controlada dentro de ± 2% e a precisão de usinagem foi restaurada ao nível original.
Por meio das soluções de solução de problemas e direcionadas classificadas acima, o problema de flutuações anormais de velocidade em motores CC pode ser resolvido de forma eficiente, garantindo a operação estável do motor, reduzindo o tempo de inatividade do equipamento devido a falhas e melhorando a eficiência operacional e de produção.
