Двигатели постоянного тока широко используются в станках, электромобилях, прецизионных приборах и других областях благодаря превосходным характеристикам регулирования скорости и большому пусковому моменту. Стабильность скорости вращения является одним из их основных показателей эффективности. Суть нестабильности скорости вращения заключается в дисбалансе между выходным моментом двигателя и моментом нагрузки или в аномальной передаче сигнала в системе регулирования скорости. В частности, причины можно выявить с трех сторон: механическая конструкция, электрическая система и модуль управления, и, соответственно, можно реализовать целенаправленные решения.
1. Аномальная механическая структура: физические препятствия для передачи крутящего момента.
Износ или несоответствие сборки механических компонентов напрямую ухудшают стабильность передачи мощности двигателя. Во-первых, распространенной причиной является выход из строя подшипников. Недостаток масла в подшипниках, износ шариков или поломка фиксаторов, вызванные длительной эксплуатацией, приводят к колебаниям сопротивления вращению ротора, что вызывает колебания скорости вращения. Во-вторых, неправильная установка муфты, например, смещение оси и старение упругих деталей, влияют на передачу мощности и приводят к мгновенным изменениям нагрузки двигателя. Кроме того, ослабление или проскальзывание приводного ремня, соединяющего двигатель и нагрузку, а также заклинивание на конце нагрузки (например, неплавное движение, вызванное износом направляющей станка), приводят к отклонению фактической нагрузки двигателя от номинального значения, что вызывает аномальную скорость вращения.
Решение подобных проблем должно быть сосредоточено на «восстановлении точности механической посадки»: регулярно смазывать и обслуживать подшипники, использовать специальную смазку и проверять степень износа, а также своевременно заменять их при превышении допустимого износа; перекалибровывать ось сцепления, заменять изношенные упругие компоненты и обеспечивать контроль погрешности соосности в пределах 0,1 мм; регулировать натяжение приводного ремня, удалять посторонние предметы со стороны нагрузки и проводить капитальный ремонт подвижных частей для обеспечения стабильной работы нагрузки.
2. Сбои в электросистеме: первопричина нестабильного энергоснабжения
Электрическая система является источником питания двигателя, и её неисправность напрямую приводит к колебаниям входной энергии. Во-первых, проблемы с питанием: если фильтрующий конденсатор источника постоянного тока после выпрямления переменного тока выходит из строя или повреждается одно плечо выпрямительного моста, входное напряжение постоянного тока будет содержать большое количество пульсаций, что приведет к нестабильному току якоря. Во-вторых, неисправности обмотки якоря: межвитковое короткое замыкание обмотки, ослабление проводки или окисление сегментов коммутатора вызовут колебания сопротивления цепи якоря, влияя на выходной электромагнитный момент. В-третьих, неисправность системы возбуждения: обрыв цепи или плохой контакт обмотки возбуждения двигателя постоянного тока с раздельным возбуждением, или внезапные изменения сопротивления цепи возбуждения двигателя с параллельным возбуждением приведут к изменениям основного магнитного потока. Согласно формуле скорости вращения n=(U-IaRa)/(CeΦ), колебания магнитного потока Φ напрямую вызовут резкие изменения скорости вращения.
Решение проблем с электрооборудованием основано на принципе «точное обнаружение + целенаправленный ремонт»: с помощью мультиметра определить коэффициент пульсаций выходного напряжения, заменить вышедший из строя фильтрующий конденсатор и поврежденные компоненты выпрямителя, а также убедиться в наличии постоянного тока.




