Động cơ DC được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị công nghiệp, thiết bị gia dụng và nhiều ứng dụng khác. Tốc độ ổn định là yếu tố then chốt để đảm bảo thiết bị hoạt động bình thường. Nếu tốc độ dao động thường xuyên hơn ±5%, điều này sẽ dẫn đến các vấn đề như băng tải cấp liệu không đều và giảm độ chính xác của gia công chính xác. Máy tiện DC của một nhà máy cơ khí nhỏ đã từng bị giảm tỷ lệ gia công chi tiết từ 98% xuống 85% do dao động tốc độ. Do đó, việc nhanh chóng khắc phục sự cố và giải quyết các vấn đề dao động tốc độ là điều cần thiết để đảm bảo hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.
I. Phân loại các nguyên nhân phổ biến
Nguyên nhân cốt lõi gây ra sự biến động tốc độ bất thường ở động cơ DC có thể được chia thành ba loại: vấn đề cung cấp điện, lỗi tự động cơ, Và bất thường của mạch điều khiểnVề mặt cung cấp điện, điện áp đầu vào không ổn định (chẳng hạn như điện áp lưới điện nông thôn tăng giảm đột ngột, hoặc dao động điện áp do đường dây chung của thiết bị công nghiệp) hoặc nguồn cung cấp dòng điện không đủ sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến mô-men xoắn điện từ của cuộn dây phần ứng động cơ, do đó gây ra dao động tốc độ. Trong số các lỗi tự động của động cơ, tiếp xúc kém giữa chổi than và cổ góp (chẳng hạn như chổi than bị mòn, bề mặt cổ góp bị oxy hóa), và ngắn mạch một phần hoặc hở mạch của cuộn dây phần ứng sẽ phá vỡ sự cân bằng từ trường bên trong của động cơ, dẫn đến tốc độ không ổn định. Các bất thường trong mạch điều khiển bao gồm cài đặt thông số bộ điều tốc không chính xác (chẳng hạn như hệ số tỷ lệ của bộ điều khiển PID không phù hợp) và mất hoặc trễ tín hiệu từ các cảm biến phản hồi (chẳng hạn như cảm biến Hall), ngăn cản việc điều chỉnh chính xác tốc độ động cơ.
II. Phương pháp khắc phục sự cố có mục tiêu
- Khắc phục sự cố nguồn điện
Sử dụng đồng hồ vạn năng để liên tục theo dõi điện áp và dòng điện tại đầu vào động cơ, đồng thời ghi lại sự thay đổi giá trị trong quá trình vận hành. Nếu biên độ dao động điện áp vượt quá ±10% (ví dụ: điện áp của động cơ định mức 24V dao động liên tục trong khoảng từ 21V đến 27V), hoặc dòng điện thường xuyên thấp hơn 80% giá trị định mức, thì có thể xác định là do sự cố nguồn điện. Ví dụ, tại một nhà máy chế biến thực phẩm, qua thử nghiệm, động cơ băng tải DC được phát hiện có điện áp dao động trong khoảng từ 19V đến 25V, và nguyên nhân được chẩn đoán là do nguồn điện không ổn định do khởi động thiết bị công suất cao trong xưởng.
- Khắc phục sự cố tự động cơ
Sau khi tắt nguồn, tháo nắp đầu động cơ, kiểm tra độ mòn chổi than (thay thế nếu chiều dài chổi than nhỏ hơn 5mm) và quan sát xem bề mặt cổ góp có lớp oxit, vết xước hoặc cặn carbon (có thể đánh bóng nhẹ và làm sạch bằng giấy nhám mịn) hay không. Đo điện trở cách điện của cuộn dây phần ứng bằng mêgôm kế; nếu giá trị điện trở thấp hơn 0,5MΩ, có thể đã xảy ra đoản mạch cuộn dây. Trong trường hợp bảo trì, động cơ quạt DC bị dao động tốc độ do cặn carbon nghiêm trọng trên cổ góp, và lỗi đã biến mất sau khi vệ sinh.
- Xử lý sự cố mạch điều khiển
Kiểm tra cài đặt thông số bộ điều tốc và so sánh với hướng dẫn sử dụng thiết bị để xác nhận xem các thông số PID (tỷ lệ P, tích phân I, đạo hàm D) có khớp với model động cơ hay không. Sử dụng máy hiện sóng để phát hiện tín hiệu đầu ra của cảm biến phản hồi; nếu tín hiệu bị ngắt kết nối hoặc có nhiễu quá mức, hãy kiểm tra xem dây cảm biến có bị lỏng không hoặc thay thế cảm biến. Trong động cơ DC của thiết bị tự động hóa, dây cảm biến Hall tiếp xúc kém, gây ra tín hiệu ngắt quãng và nhảy tốc độ thường xuyên. Vấn đề đã được giải quyết sau khi siết chặt lại dây.
III. Các giải pháp tương ứng
- Giải pháp cho các vấn đề về nguồn điện
Nếu điện áp lưới dao động, hãy lắp đặt mô-đun ổn định điện áp DC (chẳng hạn như mô-đun ổn định điện áp đầu vào 12-36V, đầu ra 24V) để ổn định điện áp đầu vào động cơ. Nếu dòng điện lưới không đủ, hãy thay dây dẫn có tiết diện lớn hơn (chẳng hạn như thay dây 1,5mm² bằng dây 2,5mm²) để giảm tổn thất đường dây. Đối với máy bơm nước DC tưới tiêu nông thôn, sau khi lắp đặt mô-đun ổn định điện áp, điện áp được ổn định trong khoảng 23,5V đến 24,5V, và dao động tốc độ giảm từ ±8% xuống ±1,5%.
- Giải pháp cho lỗi tự động của động cơ
Thay chổi than bị mòn nghiêm trọng (chọn chổi than phù hợp với model động cơ) và lau sạch bề mặt cổ góp bằng cồn. Nếu cuộn dây phần ứng bị ngắn mạch, hãy quấn lại cuộn dây hoặc thay cụm phần ứng. Sau khi thay chổi than và vệ sinh cổ góp của động cơ DC, vấn đề dao động tốc độ đã được giải quyết hoàn toàn, đồng thời tiếng ồn khi vận hành cũng giảm đáng kể.
- Giải pháp cho sự bất thường của mạch điều khiển
Hiệu chỉnh lại các thông số PID của bộ điều tốc theo hướng dẫn sử dụng thiết bị. Ví dụ, điều chỉnh hệ số tỷ lệ P từ 5 đến 3 và thời gian tích phân I từ 100ms đến 200ms để tối ưu hóa phản hồi điều chỉnh tốc độ. Thay thế cảm biến phản hồi bị lỗi để đảm bảo truyền tín hiệu ổn định. Sau khi cấu hình lại các thông số bộ điều tốc của động cơ truyền động DC của máy công cụ chính xác, dao động tốc độ được kiểm soát trong phạm vi ±2% và độ chính xác gia công được khôi phục về mức ban đầu.
Thông qua các giải pháp khắc phục sự cố và phân loại nêu trên, vấn đề biến động tốc độ bất thường ở động cơ DC có thể được giải quyết hiệu quả, đảm bảo động cơ hoạt động ổn định, giảm thời gian ngừng hoạt động của thiết bị do lỗi và cải thiện hiệu quả sản xuất và vận hành.