Bir DC motorun hız kararlılığı, uygulama değerini doğrudan belirler. Özellikle hassas üretim ve otomatik taşıma gibi senaryolarda, hız dalgalanmaları genellikle zincir sorunlarına yol açar. Bu sorunu çözmek için, motorun yapısal özelliklerinden ve çalışma prensibinden yola çıkarak, elektrik kontrol ve mekanik iletim sistemleriyle birlikte kapsamlı bir analiz yapmak, temel noktaları belirlemek ve hedefe yönelik önlemler almak gerekir.
I. Hız Dalgalanmasının Temel Nedenleri
Bir DC motorun hız formülü n = (U – IaRa) / (CeΦ)'dir (burada n hız, U armatür voltajı, Ia armatür akımı, Ra armatür direnci, Ce ters EMF sabiti ve Φ uyarma akısıdır). Formüldeki herhangi bir parametrenin kararsızlığı, özellikle üç kategoriye ayrılabilen hız dalgalanmasına neden olur.
1. Anormal Elektrik Sistemi: Parametre Dalgalanmasının Doğrudan Tetikleyicisi
Kararsız armatür güç kaynağı en yaygın faktördür. Örneğin, DC güç kaynağının çıkışındaki aşırı dalgalanma, zayıf kablo teması veya yetersiz kablo çapından kaynaklanan ani voltaj düşüşü, formüldeki U değerinde anormal dalgalanmalara yol açacaktır. Uyarma devresindeki arızalar da çok önemlidir. Seri uyartımlı bir motorda, uyartım sargısı armatüre seri olarak bağlanır; sargıda kısmi bir kısa devre varsa, Φ azalarak hızda ani bir artışa neden olur. Şönt uyartımlı bir motorda, uyartım devresi direncinin zayıf teması, uyartım akımında değişikliklere neden olarak Φ dalgalanmasına yol açar. Ayrıca, armatür sargısındaki turlar arası kısa devreler veya komütatör segmentlerinin oksidasyonu, Ia'da anlık mutasyonlara neden olacak ve Ra üzerinden oluşan voltaj düşüşü buna göre değişerek hız dengesini bozacaktır.
2. Mekanik Yapı Sorunları: Kuvvet İletiminde Engelleyici Faktörler
Motor ve yük arasındaki bağlantı yöntemi, hız stabilitesini doğrudan etkiler. Kaplin montajındaki hizalama hataları (hizasızlık ve gevşeklik gibi), yük torkunda periyodik dalgalanmalara neden olur ve bu da yükteki değişikliklerle birlikte Ia'da ciddi dalgalanmalara yol açar. Rulman aşınması veya yetersiz yağlama, mekanik sürtünme direncini artırır; bu direncin rastgele değişmesi, "elektromanyetik tork = yük torku + sürtünme torku" dengesini bozarak hız dalgalanmasına neden olur. Motorun kendisinde bir rotor dengesizliği sorunu varsa, yüksek hızlı dönüş sırasında oluşan merkezkaç kuvveti mekanik titreşime neden olarak tork dalgalanmasını daha da kötüleştirir.
3. Kontrol ve Çevresel Faktörler: Sistem Düzenlemesi ve Dış Girişim
Hız kontrol sisteminin uyumsuz parametreleri önemli bir nedendir. Örneğin, PID kontrolörünün aşırı büyük bir oransal katsayısı kolayca aşırı akıma yol açar ve aşırı uzun bir integral süresi, kararlı durum hatalarını zamanında bastırmayı başaramaz ve hızın hedef değer etrafında salınım yapmasına neden olur. Dış çevre müdahaleleri de göz ardı edilemez: güçlü elektromanyetik radyasyon kontrol sinyallerini etkileyecek ve sıcaklık değişiklikleri Ra ve uyarma sargısının direnç değerlerini etkileyecektir. Sıcaklık arttığında Ra artar; U değişmeden kalırsa, Ia ve elektromanyetik tork azalarak sonuçta hızda bir düşüşe yol açacaktır.
II. Sistematik Çözümler
1. Çekirdek Parametrelerini Sabitlemek İçin Elektrik Sistemini Optimize Edin
Öncelikle güç kaynağı sistemini inceleyin: DC güç kaynağını yüksek kaliteli (dalgalanma faktörü ≤ %1) bir güç kaynağıyla değiştirin veya filtreleme için güç çıkış terminaline paralel bir kondansatör bağlayın. Kablo sorunları için, kablo kesit alanının akım gereksinimlerini karşıladığından (akım yoğunluğu ≤ 6A/mm²) emin olmak, terminal bloklarını tekrar sıkmak ve temas direncini azaltmak için gerekirse gümüş kaplamalı kontaklar kullanmak gerekir. İkinci olarak, sargıları elden geçirin: armatür ve uyarma sargılarının yalıtımını bir megaohmmetre ile kontrol edin. Kısa devre varsa, sargıları tekrar sarın ve sargı hassasiyetini sağlayın (turlar arası hata ≤ %0,5). Oksitlenmiş komütatör segmentleri için, ince zımpara kağıdı ile parlatın ve iletken gres uygulayın; aynı zamanda, fırça ile komütatör segmentleri arasındaki temas alanının 'ten az olmadığından emin olmak için kontrol edin.
2. Şanzıman Girişimini Ortadan Kaldırmak İçin Mekanik Yapıyı Onarın
Bağlantı sorunları için, radyal kaçıklığın ≤ 0,05 mm ve uç yüzey kaçıklığının ≤ 0,03 mm olduğundan emin olmak için kaplini yeniden kalibre edin. Yük dalgalanması büyükse, şokları emmek için esnek bir kaplin kullanılabilir. Yatak arızaları için, aynı modeldeki yüksek hassasiyetli yataklar (örneğin P5 sınıfı) zamanında değiştirilmeli ve yüksek sıcaklığa dayanıklı gres düzenli olarak eklenmelidir (her 500 çalışma saatinde bir takviye edilmelidir). Rotor dengesizse, dinamik bir denge testi gerçekleştirin ve rotorun her iki ucuna denge ağırlıkları ekleyerek dengesizliği 5 g·cm dahilinde kontrol edin.
3. Dış Girişimleri İzole Etmek İçin Kontrol Stratejilerini Geliştirin
PID parametrelerini yeniden ayarlayın ve adım tepkisi testleri aracılığıyla optimum parametreleri belirleyin: Orantılı katsayı, tepki hızının gereksinimleri karşılamasını sağlar, integral zaman statik hataları ortadan kaldırır ve türev zamanı ise aşırı akımı bastırır. Elektromanyetik girişim için, kontrol devresinin etrafına metal bir koruma tabakası sarılabilir ve koruma tabakası tek bir noktadan topraklanmalıdır. Sıcaklığın etkisini azaltmak için motora bir sıcaklık sensörü takın ve armatür voltajının sıcaklık kompanzasyonunu kontrol sistemi aracılığıyla gerçekleştirin; sıcaklık 10℃ arttığında, armatür voltajı otomatik olarak %1~%2 artar. Ayrıca, motorun düzenli bakımını yapın, yüzey tozunu temizleyin ve motorun 40℃~60℃ sıcaklık aralığında çalıştığından emin olmak için soğutma sistemini inceleyin.
Yukarıda belirtilen elektriksel, mekanik ve kontrol yönlerindeki sistematik önlemler sayesinde, DC motorların hız dalgalanması sorunu etkili bir şekilde çözülebilir. Hız dalgalanma oranı ±%1 oranında kontrol edilebilir, bu da hassas çalışma gerekliliklerini karşılar ve motorun kullanım ömrünü 'dan fazla uzatır.




