Russian 
English 
French 
German 
Spanish 
Portuguese 
Dutch 
Italian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Vietnamese 
Arabic 
Turkish 
Hebrew 
Hindi 
Двигатели постоянного тока широко используются в промышленном оборудовании, бытовой технике и других областях. Стабильная скорость критически важна для обеспечения нормальной работы оборудования. Частые колебания скорости более чем на ±5% приведут к таким проблемам, как неравномерная подача конвейерных лент и снижение точности обработки. На небольшом машиностроительном заводе на токарном станке с электроприводом постоянного тока процент качества обработки деталей снизился с 98% до 85% из-за колебаний скорости. Поэтому быстрое выявление и устранение проблем, связанных с колебаниями скорости, крайне важно для обеспечения эффективности производства и качества продукции.
I. Классификация распространенных причин
Основные причины аномальных колебаний скорости в двигателях постоянного тока можно разделить на три категории: проблемы с электропитанием, самостоятельные неисправности двигателя, и аномалии цепи управления. С точки зрения электроснабжения, нестабильное входное напряжение (например, резкие скачки напряжения в сельской электросети или колебания напряжения, вызванные общими линиями промышленного оборудования) или недостаточный источник тока напрямую влияют на электромагнитный момент обмотки якоря двигателя, тем самым вызывая колебания скорости. Среди внутренних неисправностей двигателя плохой контакт между щетками и коллектором (например, износ щеток, окисление поверхности коллектора), а также частичное короткое замыкание или обрыв обмотки якоря нарушают внутренний баланс магнитного поля двигателя, что приводит к неустойчивой скорости. Неисправности в схеме управления включают неправильную настройку параметров регулятора (например, неправильный пропорциональный коэффициент ПИД-регулятора) и потерю или задержку сигналов от датчиков обратной связи (например, датчиков Холла), что препятствует точной регулировке скорости двигателя.
II. Целевые методы устранения неполадок
- Устранение неисправностей блока питания
Используйте мультиметр для постоянного контроля напряжения и тока на входе двигателя и регистрации изменений во время работы. Если диапазон колебаний напряжения превышает ±10% (например, напряжение двигателя с номинальным напряжением 24 В колеблется от 21 до 27 В), или ток часто ниже 80% номинального значения, это может быть связано с проблемами электропитания. Например, на заводе по переработке пищевых продуктов в ходе испытаний двигателя постоянного тока конвейерной ленты были обнаружены колебания напряжения от 19 до 25 В, и причиной была диагностирована нестабильная подача питания из-за запуска мощного оборудования в цехе.
- Устранение неисправностей двигателя
После выключения двигателя снимите крышку с торца двигателя, проверьте износ щёток (замените, если длина щёток менее 5 мм), а также осмотрите поверхность коллектора на наличие оксидной плёнки, царапин или нагара (их можно аккуратно отполировать и очистить мелкой наждачной бумагой). Измерьте сопротивление изоляции обмотки якоря мегаомметром; если сопротивление менее 0,5 МОм, возможно короткое замыкание в обмотке. В ходе технического обслуживания электродвигатель вентилятора постоянного тока испытывал колебания скорости из-за сильного нагара на коллекторе, и после очистки неисправность исчезла.
- Устранение неисправностей цепи управления
Проверьте настройки параметров регулятора и сравните их с руководством по эксплуатации оборудования, чтобы убедиться, что параметры ПИД-регулятора (пропорциональное П-регулирование, интегральное И-регулирование, дифференциальное Д-регулирование) соответствуют модели двигателя. Используйте осциллограф для определения выходного сигнала датчика обратной связи; если сигнал отсутствует или имеет чрезмерный шум, проверьте надежность соединения проводов датчика или замените его. В двигателе постоянного тока автоматизированного оборудования плохой контакт проводов датчика Холла приводил к прерывистым сигналам и частым скачкам скорости. Проблема была устранена после подтяжки проводов.
III. Соответствующие решения
- Решение проблем с электроснабжением
При колебаниях напряжения в сети установите модуль стабилизации постоянного напряжения (например, модуль стабилизации входного напряжения 12–36 В и выходного напряжения 24 В) для стабилизации входного напряжения двигателя. Если ток в сети недостаточен, замените провод на провод большего сечения (например, замените провод сечением 1,5 мм² на провод сечением 2,5 мм²) для уменьшения потерь в линии. После установки модуля стабилизации напряжения для насоса постоянного тока для орошения сельской местности напряжение стабилизировалось в диапазоне от 23,5 до 24,5 В, а колебания скорости снизились с ±8% до ±1,5%.
- Решение проблем с неисправностями двигателя
Замените сильно изношенные щетки (подберите угольные щетки, соответствующие модели двигателя) и очистите поверхность коллектора спиртом. При коротком замыкании в обмотке якоря перемотайте обмотку или замените якорный узел. После замены щеток и очистки коллектора двигателя постоянного тока проблема колебаний скорости была полностью решена, а также значительно снизился уровень шума.
- Решение проблем с цепями управления
Перекалибруйте параметры ПИД-регулятора в соответствии с руководством по эксплуатации оборудования. Например, измените коэффициент пропорциональности P с 5 до 3 и время интегрирования I со 100 до 200 мс для оптимизации отклика регулировки скорости. Замените неисправный датчик обратной связи для обеспечения стабильной передачи сигнала. После перенастройки параметров регулятора частоты вращения двигателя постоянного тока прецизионного станка колебания скорости удалось контролировать в пределах ±2%, а точность обработки была восстановлена до исходного уровня.
Благодаря вышеописанной классификации неисправностей и целенаправленным решениям можно эффективно решить проблему аномальных колебаний скорости в двигателях постоянного тока, обеспечив стабильную работу двигателя, сократив время простоя оборудования из-за неисправностей и повысив эффективность производства и эксплуатации.
