Кои фактори влияят на регулирането на скоростта на DC мотор?

Стабилност на напрежението и тока на захранването

Стабилността на напрежението и тока от източник на захранване е от решаващо значение за контрола на скоростта на постоянен ток (dc) мотор. Dc моторът разполага с източник на захранване, който осигурява енергия на мотора и напрежение. При отделно възбуден dc мотор скоростта е приблизително пропорционална на напрежението на арматурата при постоянен възбуждащ ток. Ако захранващото напрежение е нестабилно, скоростта на dc мотора ще бъде нестабилна, което прави невъзможно постигането на устойчива ротация. Например, при намаление на работното напрежение с 10%, скоростта на dc мотора ще намалее пропорционално, което оказва влияние върху задвижваното от мотора оборудване. Освен това, dc моторът не може да осигури мощност по време на регулиране на скоростта (промяна на скоростта), ако токът е недостатъчен поради липса на захранване, особено при натоварени условия. За да се предотврати това, трябва да се използва стабилизиран източник на захранване с добро качество. Допълнително, той трябва да отговаря на номиналното напрежение и ток на dc мотора. Изходът на източника на захранване трябва да се наблюдава редовно с мултицет, за да се избегне нестабилност на скоростта поради проблеми със захранването.

Възбуждащ ток и силата на магнитните полета

Възбуждащият ток е най-важният фактор, който влияе на силата на магнитното поле на двигателя с постоянен ток. Този фактор също е доста важен за регулирането на скоростта. При шунтови двигатели с постоянен ток, намаляването на възбуждащия ток води до ослабване на магнитното поле — което в безопасен диапазон увеличава скоростта на двигателя. Напротив, увеличаването на възбуждащия ток засилва магнитното поле и по този начин намалява скоростта. Освен това, твърде малък възбуждащ ток ослабва магнитното поле до степен, при която двигателя с постоянен ток може да „избяга“, т.е. скоростта на двигателя надхвърля безопасната граница, което е изключително вредно. От другата страна, прекомерно голямо количество възбуждащ ток увеличава желязните загуби и съответно топлината, което негативно влияе на ефективността и живота на двигателя с постоянен ток. Използването на регулиращ контролер за тока е най-добрият начин да се осигури плавно регулиране на скоростта. Преди пускане е задължително да се провери възбуждащата навивка (за откриване на повреди или късо съединение към възбуждащата навивка). Ако има частично късо съединение към възбуждащата навивка, регулирането на скоростта се засяга негативно (т.е. неравномерно), тъй като магнитното поле също ще стане неравномерно.

Размер на товара и тип на товара

Типът и големината на натоварването директно влияят върху производителността на един постоянен ток (DC) двигател и неговата способност да регулира скоростта. Всеки двигател има максимална носимост, и когато натоварването приложено към двигателя се промени, скоростта ще трепти. Ако натоварването е твърде голямо, DC двигателът ще трябва да произведе по-голям изходен въртящ момент, за да поддържа въртенето си. Това вероятно ще доведе до значително намаляване на скоростта, дори ако напрежението/токовото възбуждане се настрои. Например, когато един DC двигател задвижва транспортьорна лента и броят на превозваните предмети изведнъж се увеличи, DC двигателът ще се забави. Има и различни типове натоварвания, които влияят върху способността за регулиране на скоростта. Например, натоварвания с постоянен въртящ момент (като асансьори) изискват от DC двигателя да поддържа постоянен въртящ момент, дори когато има промени в скоростта. В противоположност, променливи въртящи моменти (като вентилатори) са тип натоварване, при което въртящият момент работи в зависимост от скоростта. При избора на DC двигател, трябва да се осигури, че двигателя е подходящ за вида на натоварването, което ще се прилага. Например, двигател с недостатъчен въртящ момент ще доведе до тежко натоварване, което ще доведе до лошо регулиране на скоростта. Накрая, когато един DC двигател работи, не трябва изведнъж да се налагат големи промени в натоварването. Това не е добре, защото ще доведе до непрекъснато променяне и преоразмеряване на изходите му. Това ще доведе до лоша и нестабилна скорост на въртене и също ще резултира в голямо износване.

Моторни структурни параметри и качество на компонентите

Качеството на двигателя и вътрешните параметри са от значение за стабилното регулиране на скоростта. Има няколко компонента, които влияят на начина, по който двигателят реагира на промените в скоростта: съпротивление на арматурата, брой навивки на намотката и инерция на ротора. Когато един постоянен двигател има по-малко съпротивление на арматурата, падът на напрежението е по-малък и регулирането на скоростта може да стане по-чувствително и прецизно. Броят на навивките също влияе на обратната ЕДН на двигателя. Ако липсват навивки, няма да има стабилна обратна ЕДН и скоростта няма да бъде стабилна. Величината на инерцията на ротора също е много важна. Двигателите с по-малка инерция на ротора могат да ускоряват или забавят повече и по този начин могат допълнително да подобрят регулирането на скоростта. Качеството на компонентите също е изключително важно. Повече износени лагери означават по-голямо триене, което води до по-голямо натоварване на двигателя и регулирането на скоростта ще бъде по-трудно. Ще се увеличи вероятността от лош контакт, което води до неправилно работещи колектори и в крайна сметка до незадоволителни промени между скоростите. Поради това е необходимо да избирате постоянни двигатели, които осигуряват висока прецизност при производството, и да проверявате основните компоненти на редовни интервали. Подменяйте износените лагери, поддържайте колекторите чисти и недеформирани и се уверете, че всички навивки са на мястото си.

Степен на съвместимост за системи за управление и регулиране на скоростта

Степента на съвместимост и системата за управление (като променлива честота или PWM контролер) определят колко добре системата регулира постояннотокови двигатели. Изходите на системата за управление трябва да са високи, стабилни и да отговарят на входните управляващи сигнали. Управляващите сигнали трябва да варират съобразно двигателя. Слаби системи за управление могат да показват бавни изходни сигнали и закъснение в отговор. Такава слаба система води до лошо и нестабилна скорост на двигателя. Неправилното съчетаване на контролера с постояннотоковия двигател е честа проблема. Контролер с по-ниски мощностни лимити от двигателя води до слабо управление. От друга страна, контролер с твърде висок диапазон на мощност може да доведе до високи и нестабилни токове и скорост. Двигател от 1,3 kW трябва да бъде комбиниран с контролер от подобна мощност за най-добри резултати. Алгоритмите на системата за управление също влияят на регулирането на скоростта. По-съвършените алгоритми могат да компенсират динамични промени в скоростта при промяна на натоварването. Системата за управление трябва да бъде директно калибрирана и софтуерът ѝ актуализиран, ако не е нов, за да се минимизира закъснението на управляващите сигнали в системата. Уверете се, че връзката между контролера и постояннотоковия двигател е стегната, за да се предотврати смущаване на сигнала или загуба на ток.