Faktor-Faktor Apa yang Mempengaruhi Regulasi Kecepatan Motor DC?

Stabilitas Tegangan & Arus Catu Daya

Stabilitas tegangan dan arus dari catu daya sangat penting untuk pengendalian kecepatan motor dc. Sebuah motor dc memiliki catu daya yang menyediakan energi ke motor dan tegangan. Untuk motor dc yang terpisah eksitasinya, kecepatan kira-kira sebanding dengan tegangan jangkar di bawah arus eksitasi yang konstan. Jika tegangan catu daya tidak stabil, kecepatan motor dc akan menjadi tidak stabil, sehingga tidak mungkin mencapai putaran yang stabil. Sebagai contoh, dengan penurunan tegangan operasi sebesar 10%, kecepatan motor dc akan turun secara proporsional, yang berdampak pada peralatan yang digerakkan oleh motor tersebut. Selain itu, motor dc tidak dapat memberikan tenaga selama pengaturan kecepatan (penyesuaian kecepatan) jika arus tidak mencukupi karena kurang pasokan daya, terutama dalam kondisi beban. Untuk mencegah hal ini, sebaiknya digunakan catu daya stabil berkualitas baik. Selain itu, catu daya tersebut harus sesuai dengan tegangan dan arus terukur motor dc. Keluaran catu daya harus dipantau secara berkala dengan multimeter untuk menghindari ketidakstabilan kecepatan akibat masalah catu daya.

Arus Eksitasi dan Kekuatan Medan Magnet

Arus eksitasi adalah faktor paling penting yang memengaruhi kekuatan medan magnet pada motor dc. Faktor ini juga cukup penting untuk pengaturan kecepatan. Pada motor dc jenis belitan sejajar (shunt), menurunkan arus eksitasi berarti melemahkan medan magnet—yang, dalam kisaran aman, meningkatkan kecepatan motor. Sebaliknya, menaikkan arus eksitasi memperkuat medan magnet dan dengan demikian menurunkan kecepatan. Selain itu, arus eksitasi yang terlalu kecil akan melemahkan medan magnet hingga titik di mana motor dc dapat mengalami 'lari tak terkendali' (run away), yaitu kecepatan motor melampaui batas aman, yang sangat merusak. Di sisi lain, arus eksitasi yang berlebihan meningkatkan rugi besi dan akibatnya panas, yang berdampak negatif terhadap efisiensi serta umur motor dc. Pengontrol arus yang berfungsi dengan baik merupakan cara terbaik untuk memberikan pengaturan kecepatan secara halus. Memeriksa belitan eksitasi sebelum menjalankan motor (untuk mendeteksi kerusakan atau adanya hubungan pendek pada belitan eksitasi) adalah wajib. Jika terjadi hubungan pendek sebagian pada belitan eksitasi, pengaturan kecepatan akan terganggu secara negatif (yaitu tidak merata) karena medan magnet juga akan menjadi tidak merata.

Ukuran Beban dan Jenis Beban

Jenis dan ukuran beban secara langsung memengaruhi kinerja motor DC dan kemampuannya dalam mengatur kecepatan. Setiap motor memiliki kapasitas beban maksimum, dan ketika beban yang diterapkan pada motor berubah, kecepatannya akan berfluktuasi. Jika beban terlalu besar, motor DC harus menghasilkan torsi keluaran yang lebih tinggi agar tetap berputar. Hal ini kemungkinan besar akan menyebabkan penurunan kecepatan secara signifikan, bahkan jika eksitasi tegangan/arus disesuaikan. Sebagai contoh, ketika motor DC menggerakkan sabuk konveyor, dan jumlah barang yang diangkut tiba-tiba meningkat, motor DC akan melambat. Ada juga berbagai jenis beban yang memengaruhi kemampuan pengaturan kecepatan. Misalnya, beban torsi konstan (seperti lift) mengharuskan motor DC untuk mempertahankan torsi yang konstan meskipun terjadi perubahan kecepatan. Sebaliknya, beban torsi variabel (seperti kipas) merupakan jenis beban di mana torsi beroperasi sebanding dengan kecepatan. Dalam memilih motor DC, pastikan motor tersebut sesuai dengan jenis beban yang akan diterapkan. Sebagai contoh, motor dengan keluaran torsi yang tidak mencukupi akan menyebabkan beban berat yang mengakibatkan pengaturan kecepatan yang buruk. Terakhir, saat motor DC sedang beroperasi, jangan tiba-tiba memberikan perubahan beban yang besar. Hal ini tidak baik karena akan menyebabkan motor DC terus-menerus mengubah dan menyesuaikan keluarannya. Hal ini akan mengakibatkan kecepatan putaran yang buruk dan tidak stabil, serta juga menghasilkan tingkat keausan yang tinggi.

Parameter Struktural Motor dan Kualitas Komponen

Kualitas motor dan parameter internal sangat penting untuk pengaturan kecepatan yang stabil. Terdapat beberapa bagian yang memengaruhi cara motor merespons penyesuaian kecepatan: resistansi jangkar, jumlah lilitan, dan inersia rotor. Ketika motor dc memiliki resistansi jangkar yang lebih rendah, penurunan tegangan akan lebih kecil dan pengaturan kecepatan dapat menjadi lebih sensitif dan presisi. Jumlah lilitan juga memengaruhi GGL balik (back EMF) motor. Jika jumlah lilitan tidak mencukupi, GGL balik tidak akan stabil dan kecepatan pun menjadi tidak stabil. Besarnya inersia rotor juga sangat penting. Motor dc yang memiliki inersia rotor lebih kecil dapat berakselerasi atau melambat lebih cepat, sehingga dapat meningkatkan pengaturan kecepatan secara lebih baik. Kualitas komponen juga sangat penting. Bantalan yang lebih aus berarti gesekan lebih besar, yang menyebabkan motor dc membutuhkan energi lebih tinggi dan pengendalian kecepatan menjadi lebih sulit. Akan terjadi peningkatan kontak buruk, yang mengakibatkan komutator rusak dan ini menyebabkan perpindahan kecepatan antar tingkat menjadi buruk. Karena itu, Anda perlu memilih motor dc yang memiliki manufaktur presisi tinggi serta melakukan pemeriksaan berkala pada komponen inti. Gantilah bantalan yang aus, jaga kebersihan komutator agar tidak rusak, dan pastikan semua lilitan tetap utuh.

Tingkat Kesesuaian untuk Sistem Kontrol dan Pengaturan Kecepatan

Tingkat kesesuaian dan sistem kontrol (seperti drive frekuensi variabel atau pengendali PWM) menentukan seberapa baik sistem mengatur motor dc. Output sistem kontrol harus tinggi, stabil, dan responsif terhadap sinyal kontrol masukan. Sinyal kontrol harus bervariasi sesuai dengan motor. Sistem kontrol yang buruk dapat menunjukkan output sinyal lambat dan respons yang lambat. Sistem yang buruk seperti ini mengakibatkan kecepatan motor yang buruk dan tidak stabil. Ketidaksesuaian antara pengendali dan motor dc merupakan masalah umum. Pengendali dengan batas daya lebih rendah daripada motor dc mengakibatkan kontrol yang buruk. Di sisi lain, pengendali dengan rentang daya terlalu tinggi dapat menyebabkan arus dan kecepatan yang tinggi serta tidak stabil. Motor dc 1.3KW sebaiknya dipasangkan dengan pengendali yang memiliki kapasitas daya serupa untuk kinerja terbaik. Algoritma sistem kontrol juga memengaruhi regulasi kecepatan. Algoritma yang lebih canggih dapat menyesuaikan perubahan dinamis kecepatan terhadap perubahan beban. Sistem kontrol harus dikalibrasi secara langsung, dan perangkat lunak sistem diperbarui, jika sistem tidak baru, untuk meminimalkan keterlambatan sinyal kontrol dalam sistem. Pastikan kabel penghubung antara pengendali dan motor dc terpasang rapat untuk mencegah gangguan sinyal atau hilang arus.