Vietnamese 
English 
French 
German 
Spanish 
Portuguese 
Dutch 
Italian 
Russian 
Chinese 
Japanese 
Korean 
Indonesian 
Thai 
Arabic 
Turkish 
Hebrew 
Hindi 
Độ ổn định tốc độ của động cơ DC quyết định trực tiếp giá trị ứng dụng của nó. Đặc biệt trong các tình huống như sản xuất chính xác và vận chuyển tự động, sự dao động tốc độ thường gây ra các vấn đề về xích. Để giải quyết vấn đề này, cần bắt đầu từ đặc điểm cấu trúc và nguyên lý hoạt động của động cơ, tiến hành phân tích toàn diện kết hợp với hệ thống điều khiển điện và truyền động cơ khí, xác định điểm mấu chốt cốt lõi và thực hiện các biện pháp cụ thể.
I. Nguyên nhân cốt lõi của sự dao động tốc độ
Công thức tốc độ của động cơ DC là n = (U – IaRa) / (CeΦ) (trong đó n là tốc độ, U là điện áp phần ứng, Ia là dòng điện phần ứng, Ra là điện trở phần ứng, Ce là hằng số suất điện động ngược và Φ là từ thông kích thích). Sự bất ổn định của bất kỳ tham số nào trong công thức sẽ gây ra dao động tốc độ, có thể được chia thành ba loại cụ thể.
1. Hệ thống điện bất thường: Tác nhân trực tiếp gây ra biến động thông số
Nguồn điện phần ứng không ổn định là yếu tố phổ biến nhất. Ví dụ, gợn sóng quá mức ở đầu ra của nguồn điện DC, tiếp xúc dây kém hoặc sụt áp đột ngột do đường kính dây không đủ đều sẽ dẫn đến biến động bất thường trong giá trị U trong công thức. Lỗi trong mạch kích từ cũng rất quan trọng. Trong động cơ kích từ nối tiếp, cuộn dây kích từ được kết nối nối tiếp với phần ứng; nếu có ngắn mạch một phần trong cuộn dây, Φ sẽ giảm, dẫn đến tốc độ tăng đột ngột. Trong động cơ kích từ song song, tiếp xúc kém của điện trở mạch kích từ sẽ gây ra thay đổi trong dòng điện kích từ, dẫn đến dao động Φ. Ngoài ra, ngắn mạch giữa các vòng dây trong cuộn dây phần ứng hoặc quá trình oxy hóa các đoạn cổ góp sẽ gây ra đột biến tức thời ở Ia và sụt áp tạo ra thông qua Ra sẽ thay đổi tương ứng, phá vỡ sự cân bằng tốc độ.
2. Các vấn đề về cấu trúc cơ học: Các yếu tố gây nhiễu trong truyền lực
Phương pháp kết nối giữa động cơ và tải ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định tốc độ. Việc lắp đặt khớp nối không cân bằng (chẳng hạn như không cân bằng và lỏng lẻo) sẽ gây ra biến động định kỳ của mô-men xoắn tải, dẫn đến biến động nghiêm trọng của Ia khi tải thay đổi. Vòng bi bị mòn hoặc bôi trơn kém sẽ làm tăng lực cản ma sát cơ học; sự thay đổi ngẫu nhiên của lực cản này sẽ phá vỡ sự cân bằng "mô-men xoắn điện từ = mô-men xoắn tải + mô-men xoắn ma sát" và gây ra biến động tốc độ. Nếu bản thân động cơ gặp sự cố mất cân bằng rotor, lực ly tâm sinh ra trong quá trình quay tốc độ cao sẽ gây ra rung động cơ học, làm trầm trọng thêm biến động mô-men xoắn.
3. Các yếu tố kiểm soát và môi trường: Điều chỉnh hệ thống và can thiệp bên ngoài
Các tham số không khớp của hệ thống điều khiển tốc độ là một nguyên nhân quan trọng. Ví dụ, hệ số tỷ lệ quá lớn của bộ điều khiển PID dễ dẫn đến hiện tượng vượt ngưỡng, và thời gian tích phân quá dài không thể kịp thời ngăn chặn các sai số trạng thái ổn định, khiến tốc độ dao động quanh giá trị mục tiêu. Cũng không thể bỏ qua nhiễu môi trường bên ngoài: bức xạ điện từ mạnh sẽ gây nhiễu tín hiệu điều khiển, và sự thay đổi nhiệt độ sẽ ảnh hưởng đến giá trị điện trở Ra và cuộn dây kích từ. Khi nhiệt độ tăng, Ra tăng; nếu U không đổi, Ia và mô-men xoắn điện từ sẽ giảm, cuối cùng dẫn đến giảm tốc độ.
II. Các giải pháp có hệ thống
1. Tối ưu hóa hệ thống điện để ổn định các thông số cốt lõi
Đầu tiên, kiểm tra hệ thống cung cấp điện: thay thế nguồn điện DC chất lượng cao (hệ số gợn sóng ≤ 1%) hoặc kết nối tụ điện song song tại đầu ra nguồn để lọc. Đối với các vấn đề về dây, cần đảm bảo rằng diện tích tiết diện dây đáp ứng các yêu cầu về dòng điện (mật độ dòng điện ≤ 6A/mm²), siết chặt lại các khối đầu cuối và sử dụng các tiếp điểm mạ bạc nếu cần để giảm điện trở tiếp xúc. Thứ hai, đại tu các cuộn dây: phát hiện lớp cách điện của cuộn dây phần ứng và cuộn dây kích từ bằng mêgôm kế. Nếu có đoản mạch, hãy quấn lại các cuộn dây và đảm bảo độ chính xác của cuộn dây (sai số giữa các vòng ≤ 0,5%). Đối với các đoạn cổ góp bị oxy hóa, hãy đánh bóng chúng bằng giấy nhám mịn và bôi mỡ dẫn điện; đồng thời, kiểm tra diện tích tiếp xúc giữa chổi than và các đoạn cổ góp để đảm bảo diện tích tiếp xúc không nhỏ hơn 85%.
2. Sửa chữa cấu trúc cơ khí để loại bỏ nhiễu truyền dẫn
Đối với các vấn đề về kết nối, hãy hiệu chỉnh lại khớp nối để đảm bảo độ lệch tâm hướng kính ≤ 0,05mm và độ lệch tâm mặt đầu ≤ 0,03mm. Nếu dao động tải lớn, có thể sử dụng khớp nối mềm để hấp thụ chấn động. Đối với các lỗi ổ trục, cần thay thế ổ trục có độ chính xác cao cùng loại (như cấp P5) kịp thời và thường xuyên bổ sung mỡ chịu nhiệt độ cao (bổ sung sau mỗi 500 giờ hoạt động). Nếu rô-to mất cân bằng, hãy thực hiện kiểm tra cân bằng động và kiểm soát độ mất cân bằng trong phạm vi 5g·cm bằng cách thêm các quả cân cân bằng ở cả hai đầu của rô-to.
3. Cải thiện các chiến lược kiểm soát để cô lập sự can thiệp từ bên ngoài
Điều chỉnh lại các thông số PID và xác định các thông số tối ưu thông qua các thử nghiệm đáp ứng từng bước: hệ số tỷ lệ đảm bảo tốc độ đáp ứng đáp ứng yêu cầu, thời gian tích phân loại bỏ các lỗi tĩnh và thời gian đạo hàm loại bỏ hiện tượng vượt ngưỡng. Đối với nhiễu điện từ, có thể quấn một lớp chắn kim loại xung quanh mạch điều khiển và lớp chắn này nên được nối đất tại một điểm duy nhất. Để giải quyết tác động của nhiệt độ, hãy lắp đặt cảm biến nhiệt độ trên động cơ và thực hiện bù nhiệt độ điện áp phần ứng thông qua hệ thống điều khiển—khi nhiệt độ tăng 10℃, điện áp phần ứng sẽ tự động tăng 1%~2%. Ngoài ra, hãy bảo dưỡng động cơ thường xuyên, loại bỏ bụi bẩn trên bề mặt và kiểm tra hệ thống làm mát để đảm bảo động cơ hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ 40℃~60℃.
Thông qua các biện pháp hệ thống về điện, cơ khí và điều khiển nêu trên, vấn đề dao động tốc độ của động cơ DC có thể được giải quyết hiệu quả. Độ dao động tốc độ có thể được kiểm soát trong phạm vi ±1%, đáp ứng yêu cầu vận hành chính xác và kéo dài tuổi thọ của động cơ hơn 30%.
