Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τη ρύθμιση της ταχύτητας των κινητήρων DC;

Σταθερότητα Τάσης και Ρεύματος Παροχής Ισχύος

Η σταθερότητα της τάσης και του ρεύματος από μια πηγή τροφοδοσίας είναι κρίσιμή για τον έλεγχο της ταχύτητας ενός συνεχούς ρεύματος (dc) κινητήρα. Ένας κινητήρας dc διαθέτει μια πηγή τροφοδοσίας που παρέχει ενέργεια στον κινητήρα και μια τάση. Για έναν ξεχωριστά διεγερμένο κινητήρα dc, η ταχύτητα είναι προσεγγιστικά ανάλογη προς την τάση του τυλίγματος υπό σταθερό ρεύμα διέγερσης. Εάν η τάση τροφοδοσίας είναι ασταθερής, η ταχύτητα του κινητήρα dc θα είναι επίσης ασταθερής, κάτι που καθιστά αδύνατη τη σταθερή περιστροφή. Για παράδειγμα, με μια πτώση λειτουργικής τάσης 10%, η ταχύτητα του κινητήρα dc θα μειωθεί αναλογικά, επηρεάζοντας τον εξοπλισμό που κινείται από τον κινητήρα. Επιπλέον, ο κινητήρας dc δεν μπορεί να παρέχει ισχύ κατά τη ρύθμιση της ταχύτητας (προσαρμογή της ταχύτητας) εάν το ρεύμα είναι ανεπαρκές λόγω έλλειψης τροφοδοσίας, ειδικά υπό συνθήκες φορτίου. Για να αποφεύγεται αυτό, θα πρέπει να χρησιμοποιείται μια υψηλής ποιότητας σταθεροποιημένη πηγή τροφοδοσίας. Επιπλέον, θα πρέπει να αντιστοιχεί στην ονομαστική τάση και ρεύμα του κινητήρα dc. Η έξοδος της πηγής τροφοδοσίας θα πρέπει να παρακολουπείται τακτικά με ένα πολύμετρο για να αποφεύγεται η αστάθεια της ταχύτητας λόγω προβλημάτων τροφοδοσίας.

Ρεύμα Διέγερσης και Ένταση Μαγνητικών Πεδίων

Το ρεύμα διέγερσης είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την ένταση του μαγνητικού πεδίου του dc κινητήρα. Αυτός ο παράγοντας είναι επίσης αρκετά σημαντικός για τον έλεγχο της ταχύτητας. Στην περίπτωση των dc κινητήρων με παράλληλη τύλιξη, η μείωση του ρεύματος διέγερσης οδηγεί στην αδυνάτιση του μαγνητικού πεδίου—το οποίο, εντός ασφαλούς εύρους, αυξάνει την ταχύτητα του κινητήρα. Αντίθετα, η αύξηση του ρεύματος διέγερσης ενισχύει το μαγνητικό πεδίο και έτσι μειώνει την ταχύτητα. Επιπλέον, ένα υπερβολικά μικρό ρεύμα διέγερσης αδυνατίζει το μαγνητικό πεδίο στο σημείο που ο dc κινητήρας μπορεί να «φύγει», όπου η ταχύτητα του κινητήρα υπερβαίνει το ασφαλές όριο, με αποτέλεσμα τεράστια ζημιά. Από την αντίθετη πλευρά, ένα υπερβολικό ρεύμα διέγερσης αυξάνει τις απώλειες σιδήρου και κατά συνέπεια τη θερμότητα, γεγονός που επηρεάζει αρνητικά την απόδοση και τη διάρκεια ζωής του dc κινητήρα. Ένας ελεγκτής λειτουργίας για το ρεύμα είναι ο καλύτερος τρόπος για να επιτευχθεί ομαλός έλεγχος της ταχύτητας. Η επιθεώρηση της τύλιξης διέγερσης πριν τη λειτουργία (για ανίχνευση βλαβών ή εύρεση βραχυκυκλώματος στην τύλιξη διέγερσης) είναι υποχρεωτική. Σε περίπτωση μερικού βραχυκυκλώματος στην τύλιξη διέγερσης, ο έλεγχος της ταχύτητας επηρεάζεται αρνητικά (δηλαδή ανομοιόμορφα), επειδή το μαγνητικό πεδίο θα γίνει επίσης ανομοιόμορφο.

Μέγεθος Φορτίου και Τύπος Φορτίου

Ο τύπος και το μέγεθος του φορτίου επηρεάζουν άμεσα την απόδοση ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος (DC) και τη δυνατότητά του να ρυθμίζει την ταχύτητα. Κάθε κινητήρας έχει μέγιστη ικανότητα φορτίου, και όταν το φορτίο που εφαρμόζεται στον κινητήρα αλλάξει, η ταχύτητα θα μεταβληθεί. Εάν το φορτίο είναι πολύ μεγάλο, ο κινητήρας DC θα πρέπει να παράγει περισσότερη ροπή εξόδου για να διατηρήσει την περιστροφή του. Αυτό πιθανότατα θα προκαλέσει σημαντική μείωση της ταχύτητας, ακόμη και αν η τάση/ένταση του ρεύματος ρυθμιστεί. Για παράδειγμα, όταν ένας κινητήρας DC κινεί μια ταινία μεταφοράς και ο αριθμός των αντικειμένων που πρέπει να μεταφερθούν αυξηθεί ξαφνικά, ο κινητήρας DC θα επιβραδυνθεί. Υπάρχουν επίσης διαφορετικοί τύποι φορτίων, οι οποίοι επηρεάζουν τη δυνατότητα ρύθμισης της ταχύτητας. Για παράδειγμα, φορτία σταθερής ροπής (όπως ανελκυστήρες) απαιτούν από τον κινητήρα DC να διατηρεί σταθερή ροπή, ακόμη και όταν υπάρχουν αλλαγές στην ταχύτητα. Αντίθετα, φορτία μεταβλητής ροπής (όπως ανεμιστήρες) είναι ένας τύπος φορτίου στον οποίο η ροπή λειτουργεί σε σχέση με την ταχύτητα. Κατά την επιλογή ενός κινητήρα DC, βεβαιωθείτε ότι ο κινητήρας είναι κατάλληλος για τον τύπο φορτίου που θα εφαρμοστεί. Για παράδειγμα, ένας κινητήρας με έξοδο ροπής που είναι ανεπαρκής θα οδηγήσει σε μεγάλο φορτίο, με αποτέλεσμα κακή ρύθμιση της ταχύτητας. Τέλος, όταν ένας κινητήρας DC λειτουργεί, μην επιβάλλετε ξαφνικά μεγάλες αλλαγές στο φορτίο. Αυτό δεν είναι καλό, διότι θα προκαλέσει τον κινητήρα DC να αλλάζει και να προσαρμόζει συνεχώς τις εξόδους του. Αυτό θα οδηγήσει σε κακή και ασταθή περιστροφική ταχύτητα και θα προκαλέσει επίσης μεγάλη φθορά.

Παράμετροι Δομής Κινητήρα και Ποιότητα Εξαρτημάτων

Η ποιότητα και οι παράμετροι του κινητήρα εσωτερικά είναι σημαντικοί για τη σταθερή ρύθμιση ταχύτητας. Υπάρχουν αρκετά μέρη που επηρεάζουν τον τρόπο που ο κινητήρας αντιδρά στις ρυθμίσεις ταχύτητας: η αντίσταση του τυλίγματος, οι στροφές του τυλίγματος και η αδράνεια του δρομέα. Όταν ένας dc κινητήρας έχει λιγότερη αντίσταση τυλίγματος, υπάρχει λιγότερη πτώση τάσης και η ρύθμιση ταχύτητας μπορεί να γίνει πιο ευαίσθητη και ακριβής. Η ποσότητα των στροφών του τυλίγματος επίσης επηρεάζει την πίσω ΗΕΔ του κινητήρα. Αν υπάρχει έλλειψη τυλίγματος, δεν θα υπάρχει σταθερή πίσω ΗΕΔ και η ταχύτητα δεν θα είναι σταθερή. Η ποσότητα της αδράνειας του δρομέα είναι επίσης πολύ σημαντική. Οι dc κινητήρες που έχουν μικρότερη αδράνεια δρομέα μπορούν να επιταχύνουν ή να επιβραδύνουν περισσότερο και επομένως μπορούν να βελτιώσουν περισσότερο τη ρύθμιση ταχύτητας. Η ποιότητα των εξαρτημάτων είναι επίσης πολύ σημαντική. Περισσότερα φθαρμένα ρουλεμάν οδηγούν σε περισσότερη τριβή, γεγονός που σημαίνει ότι ο dc κινητήρας θα είναι πιο ενεργοποιημένος και ο έλεγχος ταχύτητας θα είναι πιο δύσκολος. Θα υπάρξει αύξηση της κακής επαφής, η οποία δημιουργεί κακούς αμειβωτές και αυτό θα οδηγήσει σε κακές αλλαγές ενδιάμεσης ταχύτητας. Λόγω αυτού, πρέπει να επιλέξετε dc κινητήρες που παρέχουν υψηλής ακρίβειας κατασκευή και να ελέγχετε τα βασικά εξαρτήματα τακτικά. Αντικαθιστάτε φθαρμένα ρουλεμάν, διατηρείτε τους αμειβωτές καθαρούς και μη φθαρμένους, και βεβαιώνεστε ότι όλα τα τυλίγματα είναι εκεί.

Βαθμός Ταίριασμα για Συστήματα Ελέγχου και Ρύθμιση Ταχύτητας

Ο βαθμός ταιριάσματος και το σύστημα ελέγχου (όπως ένας μεταβλητός συχνότητας οδηγός ή ελεγκτής PWM) καθορίζουν πόσο καλά το σύστημα ρυθμίζει τους dc κινητήρες. Τα σήματα εξόδου του συστήματος ελέγχου θα πρέπει να είναι υψηλά, σταθερά και να ανταποκρίνονται στα σήματα ελέγχου εισόδου. Τα σήματα ελέγχου θα πρέπει να μεταβάλλονται ανάλογα με τον κινητήρα. Φτωχά συστήματα ελέγχου μπορεί να εμφανίζουν αργά σήματα εξόδου και αργή αντίδραση. Ένα τέτοιο κακό σύστημα οδηγεί σε φτωχή και ασταθερή ταχύτητα κινητήρα. Η ακατάλληλη αντιστοίχιση ελεγκτή-dc κινητήρα είναι ένα συνηθισμένο πρόβλημα. Ένας ελεγκτής με χαμηλότερα όρια ισχύος από τον dc κινητήρα οδηγεί σε φτωχό έλεγχο. Από την άλλη πλευρά, ένας ελεγκτής με πολύ υψηλό εύρος ισχύος μπορεί να οδηγήσει σε υψηλές και ασταθερείς τάσεις και ταχύτητες. Ένας dc κινητήρας 1.3KW θα πρέπει να συνδεθεί με έναν ελεγκτή παρόμοιας ισχύος για την καλύτερη απόδοση. Οι αλγόριθμοι του συστήματος ελέγχου επίσης επηρεάζουν την ρύθμιση της ταχύτητας. Πιο εξελιγμένοι αλγόριθμοι μπορούν να προσαρμόστον σε δυναμικές αλλαγές της ταχύτητας λόγω μεταβαλλόμενου φορτίου. Τα συστήματα ελέγχου θα πρέπει να βαθμονομηθούν απευθείας, και το λογισμικό του συστήματος να ενημερωθεί, αν δεν είναι καινούργιο, για να ελαχιστοποιηθεί η καθυστέρηση των σημάτων ελέγχου στο σύστημα. Βεβαιωθείτε ότι η καλωσίωση του ελεγκτή-dc κινητήρα είναι σφιχτή για να αποφεύγεται η παρεμβολή σημάτων ή η απώλεια ρεύματος.