Câu hỏi: Những nguyên nhân chính gây ra hiện tượng dao động tốc độ thường xuyên (tốc độ tăng và giảm đột ngột) của động cơ DC trong quá trình hoạt động là gì, và cần thực hiện những biện pháp khắc phục sự cố nào?
Trả lời:
Dao động tốc độ là một lỗi điển hình trong hoạt động của động cơ DC. Bản chất của nó nằm ở sự mất cân bằng giữa mô-men xoắn đầu ra của động cơ và mô-men xoắn tải, hoặc những bất thường trong hệ thống điều chỉnh tốc độ và các bộ phận truyền động cơ khí. Việc khắc phục sự cố cần được thực hiện từng bước một từ ba khía cạnh: hệ thống điện, cấu trúc cơ khí và thiết bị điều chỉnh. Các nguyên nhân và giải pháp cụ thể như sau:
I. Hỏng hóc hệ thống điện: Nguyên nhân chính gây ra dao động tốc độ
Thứ nhất, sự cố hệ thống điện là một trong những nguyên nhân chính gây ra dao động tốc độ. Một mặt, nguồn điện không ổn định. Tốc độ của động cơ DC tỷ lệ thuận với điện áp phần ứng. Nếu điện áp DC cấp vào phần ứng có vấn đề như gợn sóng quá mức hoặc sụt áp tức thời, nó sẽ trực tiếp gây ra sự dao động tốc độ tương ứng. Ví dụ, tụ lọc bị lão hóa hoặc điốt chỉnh lưu bị hỏng trong thiết bị chỉnh lưu sẽ làm cho điện áp DC sau khi chỉnh lưu AC chứa một lượng lớn thành phần AC, dẫn đến dòng điện phần ứng không ổn định và gây ra dao động tốc độ. Lúc này, cần sử dụng máy hiện sóng để kiểm tra điện áp trên phần ứng, thay thế các tụ lọc bị lão hóa và điốt bị hỏng, kiểm tra xem dây nguồn có tiếp xúc tốt không, siết chặt các đầu nối để tránh tổn thất điện áp không đều do điện trở tiếp xúc quá lớn.
Mặt khác, các lỗi ở cuộn dây phần ứng hoặc cuộn dây kích từ. Ngắn mạch cục bộ, hở mạch của cuộn dây phần ứng, hoặc rò rỉ do lớp cách điện bị hư hỏng của cuộn dây sẽ dẫn đến sự phân bố dòng điện phần ứng không đều và mô-men xoắn đầu ra không ổn định; các vấn đề như tiếp xúc kém và ngắn mạch giữa các vòng dây trong cuộn dây kích từ sẽ gây ra sự thay đổi trong từ thông kích thích. Theo công thức tốc độ động cơ DC n=(U-IaRa)/(CeΦ) (trong đó U là điện áp phần ứng, Ia là dòng điện phần ứng, Ra là điện trở phần ứng, Ce là hằng số động cơ và Φ là từ thông kích thích), sự dao động của từ thông Φ sẽ trực tiếp gây ra sự thay đổi tốc độ n. Trong quá trình khắc phục sự cố, nên sử dụng máy đo điện trở cách điện để kiểm tra điện trở cách điện của cuộn dây, đồng hồ vạn năng để kiểm tra các lỗi ngắn mạch và hở mạch, sửa chữa hoặc thay thế cuộn dây bị hư hỏng, và làm sạch bụi bẩn và vết dầu mỡ trên bề mặt cuộn dây để tránh làm giảm hiệu suất cách điện.
II. Các bất thường về cấu trúc cơ khí: Các yếu tố chính gây ra sự dao động tốc độ một cách gián tiếp
Thứ hai, những bất thường trong cấu trúc cơ khí có thể gián tiếp dẫn đến sự dao động tốc độ. Một mặt, đó là những sai lệch trong cơ cấu truyền động. Ví dụ, dây đai bị lỏng hoặc trượt trong truyền động bằng dây đai, và sự mài mòn quá mức hoặc khe hở trong truyền động bằng bánh răng sẽ khiến công suất đầu ra của động cơ không thể được truyền ổn định đến tải, dẫn đến hiện tượng “chạy không tải” xen kẽ với “thay đổi tải đột ngột”, biểu hiện dưới dạng dao động tốc độ. Khi giải quyết vấn đề này, cần điều chỉnh độ căng dây đai, thay thế dây đai và bánh răng bị mòn, bôi dầu bôi trơn vào vùng ăn khớp của bánh răng và giảm khe hở truyền động. Mặt khác, đó là các lỗi ở ổ bi động cơ hoặc sự mất cân bằng rôto. Sự mài mòn và thiếu dầu trong ổ bi sẽ dẫn đến lực cản quay của rôto tăng lên và không ổn định; sự lệch tâm của rôto sẽ gây ra rung động, từ đó ảnh hưởng đến sự ổn định tốc độ và kèm theo tiếng ồn nhẹ. Cần phải tháo rời động cơ để kiểm tra ổ bi, thay thế các ổ bi bị mòn và thêm dầu bôi trơn chuyên dụng, đồng thời thực hiện hiệu chỉnh cân bằng động trên rôto để loại bỏ nguy cơ rung động.
III. Hỏng hóc thiết bị điều chỉnh tốc độ: Các vấn đề đặc thù của động cơ DC điều khiển được
Cuối cùng, sự cố của thiết bị điều chỉnh tốc độ là nguyên nhân quan trọng gây ra dao động tốc độ trong động cơ DC điều khiển được. Đối với động cơ DC kích thích nối tiếp và kích thích hỗn hợp, tiếp xúc kém của điện trở điều chỉnh tốc độ và sự lão hóa của các linh kiện điện tử bên trong bộ điều tốc sẽ dẫn đến điện trở không ổn định của mạch phần ứng hoặc mạch kích từ, làm thay đổi tốc độ động cơ; đối với động cơ DC không chổi than, tín hiệu điều khiển bất thường do bộ điều khiển xuất ra và vị trí không chính xác của cảm biến Hall sẽ gây ra sai lệch về thời điểm chuyển mạch, dẫn đến hoạt động không ổn định của động cơ. Trong quá trình khắc phục sự cố, nếu đó là thiết bị điều chỉnh tốc độ cơ khí, hãy làm sạch lớp oxit trên các tiếp điểm của điện trở điều chỉnh tốc độ và thay thế bộ điều tốc đã cũ; nếu đó là động cơ DC không chổi than, hãy kiểm tra tín hiệu của cảm biến Hall, điều chỉnh vị trí lắp đặt của cảm biến và thay thế mô-đun điều khiển bị lỗi để đảm bảo sự phù hợp chính xác giữa tín hiệu điều khiển và vị trí rôto.
IV. Các yếu tố tải và quy trình khắc phục sự cố: Độ phân giải phụ trợ và định vị hiệu quả
Ngoài ra, sự dao động tải cũng có thể gây ra thay đổi tốc độ. Cần xác nhận xem tải có bị quá tải tức thời hoặc tải không đều hay không, tối ưu hóa trạng thái hoạt động của tải và tránh ảnh hưởng của xung tải đến tốc độ động cơ. Trong quá trình khắc phục sự cố, có thể áp dụng trình tự “điện trước, sau đó là cơ khí; tĩnh trước, sau đó là động”. Đầu tiên, ngắt tải để kiểm tra xem tốc độ không tải của động cơ có ổn định hay không. Sau khi loại bỏ yếu tố tải, kiểm tra nguồn điện, cuộn dây, cấu trúc truyền động và thiết bị điều chỉnh tốc độ từng bước một để xác định chính xác điểm lỗi. Thông qua xử lý có mục tiêu, vấn đề dao động tốc độ của động cơ DC có thể được giải quyết hiệu quả, độ chính xác hoạt động của thiết bị có thể được khôi phục và tuổi thọ của động cơ có thể được kéo dài.




