คำถาม: สาเหตุหลักที่ทำให้มอเตอร์กระแสตรง (DC) มีความเร็วผันผวนบ่อยครั้ง (ความเร็วเพิ่มขึ้นและลดลงอย่างกะทันหัน) ในระหว่างการทำงานคืออะไร และควรใช้มาตรการใดบ้างในการแก้ไขปัญหา?
คำตอบ:
การผันผวนของความเร็วเป็นความผิดปกติทั่วไปในการทำงานของมอเตอร์กระแสตรง สาเหตุหลักมาจากความไม่สมดุลระหว่างแรงบิดขาออกของมอเตอร์กับแรงบิดของโหลด หรือความผิดปกติในระบบควบคุมความเร็วและชิ้นส่วนส่งกำลังเชิงกล การแก้ไขปัญหาควรดำเนินการทีละด้านจากสามด้าน ได้แก่ ระบบไฟฟ้า โครงสร้างเชิงกล และอุปกรณ์ควบคุม สาเหตุและวิธีแก้ไขเฉพาะมีดังต่อไปนี้:
I. ความล้มเหลวของระบบไฟฟ้า: สาเหตุหลักที่ทำให้เกิดความผันผวนของความเร็ว
ประการแรก ความล้มเหลวของระบบไฟฟ้าเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้ความเร็วของมอเตอร์ผันผวน เช่น การจ่ายไฟที่ไม่เสถียร ความเร็วของมอเตอร์กระแสตรงแปรผันตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดอาร์มาเจอร์ หากแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ป้อนเข้าขดลวดอาร์มาเจอร์มีปัญหา เช่น มีระลอกคลื่นมากเกินไปหรือแรงดันไฟฟ้าตกอย่างฉับพลัน จะทำให้ความเร็วผันผวนตามไปด้วย ตัวอย่างเช่น ตัวเก็บประจุแบบฟิลเตอร์ที่เสื่อมสภาพหรือไดโอดเรียงกระแสที่เสียหายในอุปกรณ์เรียงกระแส จะทำให้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงหลังจากการแปลงเป็นกระแสสลับมีส่วนประกอบของกระแสสลับจำนวนมาก ส่งผลให้กระแสไฟฟ้าที่ขดลวดอาร์มาเจอร์ไม่เสถียรและทำให้ความเร็วผันผวน ในกรณีนี้ ควรใช้ออสซิลโลสโคปตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดอาร์มาเจอร์ เปลี่ยนตัวเก็บประจุแบบฟิลเตอร์ที่เสื่อมสภาพและไดโอดที่เสียหาย และตรวจสอบว่าสายไฟมีการเชื่อมต่อที่ดีหรือไม่ ขันขั้วต่อให้แน่นเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอเนื่องจากความต้านทานการสัมผัสมากเกินไป
ในทางกลับกัน ความผิดปกติในขดลวดอาร์มาเจอร์หรือขดลวดสนามแม่เหล็ก การลัดวงจรเฉพาะจุด วงจรเปิดของขดลวดอาร์มาเจอร์ หรือการรั่วไหลที่เกิดจากชั้นฉนวนของขดลวดเสียหาย จะทำให้กระแสอาร์มาเจอร์กระจายไม่สม่ำเสมอและแรงบิดเอาต์พุตไม่เสถียร ปัญหาต่างๆ เช่น การสัมผัสไม่ดีและการลัดวงจรระหว่างขดลวดในขดลวดสนามแม่เหล็กจะทำให้ฟลักซ์กระตุ้นเปลี่ยนแปลง ตามสูตรความเร็วของมอเตอร์กระแสตรง n=(U-IaRa)/(CeΦ) (โดยที่ U คือแรงดันอาร์มาเจอร์, Ia คือกระแสอาร์มาเจอร์, Ra คือความต้านทานอาร์มาเจอร์, Ce คือค่าคงที่ของมอเตอร์ และ Φ คือฟลักซ์กระตุ้น) ความผันผวนของฟลักซ์ Φ จะทำให้ความเร็ว n เปลี่ยนแปลงโดยตรง ในระหว่างการแก้ไขปัญหา ควรใช้เมกะโอห์มมิเตอร์ตรวจวัดความต้านทานฉนวนของขดลวด ใช้มัลติมิเตอร์ตรวจสอบการลัดวงจรและวงจรเปิด ซ่อมแซมหรือเปลี่ยนขดลวดที่เสียหาย และทำความสะอาดฝุ่นและคราบน้ำมันบนพื้นผิวของขดลวดเพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพฉนวน
II. ความผิดปกติของโครงสร้างทางกล: ปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดความผันผวนของความเร็วโดยอ้อม
ประการที่สอง ความผิดปกติในโครงสร้างทางกลอาจนำไปสู่ความผันผวนของความเร็วได้โดยอ้อม ตัวอย่างเช่น ความผิดปกติในกลไกการส่งกำลัง เช่น สายพานหลวมหรือลื่นในระบบส่งกำลังแบบสายพาน และการสึกหรอหรือการคลายตัวมากเกินไปในระบบส่งกำลังแบบเฟือง จะทำให้กำลังที่มอเตอร์ส่งออกไปไม่สามารถส่งไปยังโหลดได้อย่างเสถียร ส่งผลให้เกิดการ "เดินเบา" สลับกับ "การเปลี่ยนแปลงโหลดอย่างกะทันหัน" ซึ่งแสดงออกมาในรูปของความผันผวนของความเร็ว ในการแก้ไขปัญหานี้ ให้ปรับความตึงของสายพาน เปลี่ยนสายพานและเฟืองที่สึกหรอ ทาน้ำมันหล่อลื่นในบริเวณที่เฟืองขบกัน และลดระยะคลายตัวของระบบส่งกำลัง ในทางกลับกัน ความผิดปกติในแบริ่งมอเตอร์หรือความไม่สมดุลของโรเตอร์ การสึกหรอและการขาดน้ำมันในแบริ่งจะนำไปสู่ความต้านทานการหมุนของโรเตอร์ที่เพิ่มขึ้นและไม่เสถียร การเบี่ยงเบนของจุดศูนย์ถ่วงของโรเตอร์จะทำให้เกิดการสั่นสะเทือน ซึ่งส่งผลต่อความเสถียรของความเร็วและมีเสียงเล็กน้อย จำเป็นต้องถอดมอเตอร์เพื่อตรวจสอบแบริ่ง เปลี่ยนแบริ่งที่สึกหรอ และเติมน้ำมันหล่อลื่นชนิดพิเศษ พร้อมทั้งทำการปรับสมดุลแบบไดนามิกบนโรเตอร์เพื่อกำจัดอันตรายจากการสั่นสะเทือน
III. ความล้มเหลวของอุปกรณ์ควบคุมความเร็ว: ปัญหาเฉพาะของมอเตอร์กระแสตรงแบบควบคุมได้
สุดท้ายนี้ ความล้มเหลวของอุปกรณ์ควบคุมความเร็วเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้ความเร็วของมอเตอร์กระแสตรงแบบควบคุมผันผวน สำหรับมอเตอร์กระแสตรงแบบอนุกรมและแบบผสม การสัมผัสที่ไม่ดีของตัวต้านทานควบคุมความเร็วและการเสื่อมสภาพของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ภายในของตัวควบคุมความเร็วจะทำให้ความต้านทานของวงจรขดลวดหรือวงจรสนามแม่เหล็กไม่คงที่ ส่งผลให้ความเร็วของมอเตอร์เปลี่ยนแปลง สำหรับมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่าน สัญญาณขับเคลื่อนที่ผิดปกติที่ส่งออกโดยตัวควบคุมและการวางตำแหน่งที่ไม่แม่นยำของเซ็นเซอร์ฮอลล์จะทำให้จังหวะการสลับกระแสผิดเพี้ยน ส่งผลให้การทำงานของมอเตอร์ไม่เสถียร ในระหว่างการแก้ไขปัญหา หากเป็นอุปกรณ์ควบคุมความเร็วแบบกลไก ให้ทำความสะอาดชั้นออกไซด์บนหน้าสัมผัสของตัวต้านทานควบคุมความเร็วและเปลี่ยนตัวควบคุมความเร็วที่เสื่อมสภาพ หากเป็นมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่าน ให้ตรวจจับสัญญาณเซ็นเซอร์ฮอลล์ ปรับตำแหน่งการติดตั้งของเซ็นเซอร์ และเปลี่ยนโมดูลควบคุมที่ชำรุดเพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณขับเคลื่อนและตำแหน่งของโรเตอร์ตรงกันอย่างแม่นยำ
IV. ปัจจัยด้านภาระและกระบวนการแก้ไขปัญหา: การแก้ปัญหาเสริมและการระบุตำแหน่งที่มีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้ ความผันผวนของโหลดก็อาจทำให้ความเร็วเปลี่ยนแปลงได้เช่นกัน จำเป็นต้องตรวจสอบว่าโหลดมีการโอเวอร์โหลดชั่วขณะหรือโหลดไม่สม่ำเสมอหรือไม่ ปรับสภาพการทำงานของโหลดให้เหมาะสม และหลีกเลี่ยงผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงโหลดต่อความเร็วของมอเตอร์ ในระหว่างการแก้ไขปัญหา สามารถใช้ลำดับ “ไฟฟ้าก่อน แล้วจึงตรวจสอบกลไก; สถิตก่อน แล้วจึงตรวจสอบพลวัต” ได้ ขั้นแรก ให้ถอดโหลดออกเพื่อตรวจสอบว่าความเร็วขณะไม่มีโหลดของมอเตอร์คงที่หรือไม่ หลังจากกำจัดปัจจัยโหลดแล้ว ให้ตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟ ขดลวด โครงสร้างการส่งกำลัง และอุปกรณ์ควบคุมความเร็วทีละส่วน เพื่อค้นหาจุดที่ผิดพลาดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการแก้ไขที่ตรงจุด ปัญหาความผันผวนของความเร็วของมอเตอร์กระแสตรงสามารถแก้ไขได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความแม่นยำในการทำงานของอุปกรณ์สามารถกลับคืนมา และอายุการใช้งานของมอเตอร์สามารถยืดออกไปได้




