Milyen tényezők befolyásolják a DC motor fordulatszám-szabályozását?

Teljesítményellátás feszültségének és áramának stabilitása

A feszültség és áram stabilitása a tápegységtől kritikus fontosságú a dc motor fordulatszám-szabályozásánál. Egy dc motornak van egy tápegysége, amely energiát biztosít a motor számára, valamint feszültséget. Egy külön gerjesztésű dc motornál a fordulatszám közelítőleg arányos az armatúra-feszültséggel állandó gerjesztési áram mellett. Ha a tápfeszültség instabil, a dc motor fordulatszáma is instabil lesz, így lehetetlen lesz stabil forgást elérni. Például egy 10%-os üzemfeszültség-csökkenés esetén a dc motor fordulatszáma arányosan csökken, ami hatással van a motortól hajtott berendezésre. Emellett a dc motor nem képes teljesítményt szolgáltatni sebességszabályozás (a fordulatszám beállítása) közben, ha az áram nem elegendő a teljesítményhiány miatt, különösen terhelés alatt. Ennek megelőzésére jó minőségű stabilizált tápegységet kell használni. Ezenkívül meg kell felelnie a dc motor névleges feszültségének és áramának. A tápegység kimenetét rendszeresen ellenőrizni kell egy multiméterrel, hogy elkerüljék a fordulatszám-instabilitást a tápegységgel kapcsolatos problémák miatt.

Gerjesztőáram és mágneses mezők erőssége

A gerjesztési áram a legfontosabb tényező, amely befolyásolja a egyenáramú motor mágneses mezőének erősségét. Ez a tényező különösen fontos a fordulatszám szabályozásánál is. Párhuzamosan gerjesztett egyenáramú motorok esetén, ha csökkentjük a gerjesztési áramot, az gyengíti a mágneses mezőt – amely bizonyos határon belül növeli a motor fordulatszámát. Ellenkezőleg, a gerjesztési áram növelése erősíti a mágneses mezőt, és így csökkenti a fordulatszámot. Továbbá, ha a gerjesztési áram túl alacsony, a mágneses mező annyira gyengévé válik, hogy az egyenáramú motor „elveszheti magát”, azaz a fordulatszám túllépi a biztonságos határt, ami rendkívül káros. A másik oldalon, ha a gerjesztési áram túl magas, az növeli a vasveszteséget és így a hőt, ami negatívan befolyásolja az egyenáramú motor hatásfokát és élettartamát. A gerjesztési áram szabályozása a legjobb megoldás az egyenletes fordulatszám-szabályozáshoz. Futás előtt mindenképp kötelező ellenőrizni a gerjesztőtekercselést (sérülések felismerésére vagy rövidzár keresésére a gerjesztőtekercselésben). Ha a gerjesztőtekercselésben részleges rövidzár van, az negatívan befolyásolja a fordulatszám-szabályozást (azaz egyenetlenné válik), mivel a mágneses mező is egyenlőtlenné válik.

Terhelés mérete és típusa

A terhelés típusa és mérete közvetlenül befolyásolja a DC motor teljesítményét és sebességszabályozó képességét. Minden motor rendelkezik maximális terhelhetőséggel, és amikor a motorra ható terhelés megváltozik, a fordulatszám ingadozni fog. Ha a terhelés túl nagy, a DC motornak nagyobb kimenő nyomatékot kell előállítania, hogy fenntartsa forgását. Ez valószínűleg jelentős sebesséscsökkenést eredményez, még akkor is, ha az áram/feszültség gerjesztést beállítják. Például, amikor egy DC motor hajtja a szállítószalagot, és a szállítandó tárgyak száma hirtelen megnő, a DC motor lelassul. Léteznek továbbá különböző terheléstípusok, amelyek befolyásolják a sebességszabályozás képességét. Például a konstans nyomatékú terhelések (pl. lift) esetén a DC motornak állandó nyomatékot kell fenntartania, még akkor is, ha a sebesség változik. Ezzel szemben a változó nyomatékú terhelések (pl. ventilátorok) olyan terheléstípusok, ahol a nyomaték a sebességgel arányosan működik. DC motor kiválasztásakor ügyeljen arra, hogy a motor alkalmas legyen a tervezett terheléstípusra. Például egy túl alacsony nyomatékú motor elégtelen lesz a nagy terheléshez, ami rossz sebességszabályozáshoz vezet. Végül, amikor egy DC motor üzemel, ne alkalmazzon hirtelen nagy terhelésváltozásokat. Ez nem megfelelő, mert a DC motort folyamatos újraszabályozásra kényszeríti kimeneteit. Ez rossz és instabil forgási sebességet eredményez, valamint jelentős kopást okoz.

Motor szerkezeti paraméterek és alkatrészminőség

A motor minősége és belső paraméterei fontosak a stabil sebességszabályozás szempontjából. Több alkatrész is befolyásolja, hogy a motor hogyan reagál a sebességváltoztatásokra: az armatúra ellenállása, a tekercselés menetszáma és a rotor tehetetlenségi nyomatéka. Amikor egy egyenáramú motor esetén kisebb az armatúra ellenállás, akkor kisebb a feszültségesés, és a sebességszabályozás érzékenyebbé és pontosabbá válhat. A tekercselés menetszáma szintén befolyásolja a motor visszainduló elektromotoros erejét (back EMF). Ha a tekercselés hiányos, akkor nem lesz stabil a visszainduló elektromotoros erő, és a sebesség sem lesz stabil. A rotor tehetetlenségi nyomatékának mértéke is nagyon fontos. Azok az egyenáramú motorok, amelyeknél kisebb a rotor tehetetlensége, gyorsabban tudnak felgyorsulni vagy lelassulni, így a sebességszabályozás hatékonyabbá válik. Az alkatrészek minősége szintén nagyon fontos. A kopottabb csapágyak nagyobb súrlódást jelentenek, ami azt eredményezi, hogy az egyenáramú motor több energiát fog fogyasztani, és a sebességszabályozás nehezebbé válik. Növekedhet a rossz érintkezés, ami rossz kommutátorok kialakulásához vezethet, és ez instabil sebességváltásokhoz vezet. Emiatt olyan egyenáramú motorokat kell választani, amelyek nagy pontosságú gyártást biztosítanak, és rendszeresen ellenőrizni kell a fő alkatrészeket. Cserélje ki a kopott csapágyakat, tartsa tisztán a kommutátorokat és ügyeljen arra, hogy ne legyenek megsérülve, valamint győződjön meg róla, hogy minden tekercselés megfelelően jelen van.

A vezérlőrendszerek és sebességsz regulation fokának megfelelési foka

A kompatibilitási fok és a vezérlőrendszer (például frekvenciaváltó vagy PWM-vezérlő) határozza meg, hogy mennyire hatékonyan szabályozza a rendszer a DC motorokat. A vezérlőrendszer kimeneteinek magasnak, stabilnak kell lenniük, és megfelelően reagálniuk kell a bemeneti vezérlőjelekre. A vezérlőjeleknek a motor követelményeinek megfelelően kell változniuk. Gyenge minőségű vezérlőrendszerek lassú jelkibocsátást és késleltetett választ mutathatnak. Ilyen esetben a motor fordulatszáma gyenge és instabil lesz. A nem megfelelő vezérlő és DC motor összeillésének hiánya gyakori probléma. Olyan vezérlő, amelynek teljesítményhatára alacsonyabb, mint a DC motoré, rossz szabályozást eredményez. Másrészről, túl magas teljesítménytartományú vezérlő túl magas és instabil áramerősséget és fordulatszámot okozhat. Egy 1,3 kW-os DC motort hasonló teljesítményű vezérlővel kell párosítani a legjobb teljesítmény érdekében. A vezérlőrendszer algoritmusa is befolyásolja a fordulatszám-szabályozást. Fejlettebb algoritmusok dinamikus sebességváltozásokhoz is alkalmazkodhatnak a terhelés változása esetén. A vezérlőrendszert közvetlenül kalibrálni kell, és a rendszer szoftverét frissíteni kell, ha az nem új, hogy minimalizálják a vezérlőjelek késleltetését a rendszerben. Győződjön meg róla, hogy a vezérlő és a DC motor közötti bekötés szoros, hogy elkerülje a jelzavarokat vagy az áram elvesztését.