Welke factoren beïnvloeden de snelheidsregeling van een gelijkstroommotor?

Stabiliteit van Voedingsspanning en Stroom

De stabiliteit van spanning en stroom van een voeding is cruciaal voor de snelheidsregeling van een gelijkstroommotor. Een gelijkstroommotor heeft een voeding die energie levert aan de motor en een spanning. Bij een separatief geëxciteerde gelijkstroommotor is het toerental bij benadering evenredig met de ankeringsspanning onder constante excitatiestroom. Als de voedingsspanning instabiel is, zal het toerental van de gelijkstroommotor ook instabiel zijn, waardoor stabiele rotatie onmogelijk wordt. Bijvoorbeeld: bij een daling van de bedrijfsspanning met 10%, zal het toerental van de gelijkstroommotor evenredig afnemen, wat invloed heeft op de door de motor aangedreven apparatuur. Daarnaast kan de gelijkstroommotor tijdens snelheidsregeling (het aanpassen van de snelheid) geen vermogen leveren als de stroom onvoldoende is door een gebrek aan voeding, met name onder belasting. Om dit te voorkomen, dient een hoogwaardige gestabiliseerde voeding gebruikt te worden. Bovendien moet deze overeenkomen met de nominale spanning en stroom van de gelijkstroommotor. De uitgang van de voeding moet regelmatig worden gecontroleerd met een multimeter om snelheidsinstabiliteit door problemen met de voeding te voorkomen.

Excitatiestroom en Sterkte van Magnetische Velden

De excitatiestroom is de belangrijkste factor die de sterkte van het magnetische veld van de gelijkstroommotor beïnvloedt. Deze factor is ook vrij belangrijk voor de regeling van het toerental. Bij gelijkstroommotoren met shunt-wikkeling betekent verlaging van de excitatiestroom het verzwakken van het magnetische veld—wat, binnen een veilig bereik, het toerental van de motor verhoogt. Daarentegen versterkt een verhoging van de excitatiestroom het magnetische veld en verlaagt daardoor het toerental. Bovendien kan een te lage excitatiestroom het magnetische veld zo verzwakken dat de gelijkstroommotor 'wegloopt', waarbij het toerental van de motor de veilige limiet overschrijdt, wat zeer schadelijk is. Aan de andere kant verhoogt een te hoge excitatiestroom de ijzerverliezen en daarmee de warmteontwikkeling, wat negatief invloed heeft op het rendement en de levensduur van de gelijkstroommotor. Een stroomregelaar is de beste manier om een vlotte toerentralingsregeling te verkrijgen. Het is verplicht om vóór het starten de excitatiewikkeling te controleren (om beschadigingen vast te stellen of een kortsluiting in de excitatiewikkeling op te sporen). Als er sprake is van een gedeeltelijke kortsluiting in de excitatiewikkeling, wordt de toerentralingsregeling negatief beïnvloed (d.w.z. ongelijkmatig), omdat het magnetische veld dan eveneens ongelijkmatig wordt.

Laadgrootte en ladetype

Het type en de grootte van de belasting beïnvloeden rechtstreeks de prestaties van een gelijkstroommotor en het vermogen om de snelheid te regelen. Elke motor heeft een maximale belastingscapaciteit, en wanneer de op de motor aangebrachte belasting verandert, zal de snelheid schommelen. Als de belasting te groot is, moet de gelijkstroommotor meer uitgangskoppel produceren om zijn rotatie te behouden. Dit zal waarschijnlijk leiden tot een sterke daling van de snelheid, zelfs als de voltage/stroomexcitatie wordt aangepast. Bijvoorbeeld, wanneer een gelijkstroommotor een transportband aandrijft en het aantal te vervoeren items plotseling toeneemt, zal de gelijkstroommotor trager draaien. Er zijn ook verschillende soorten belastingen, die het vermogen om de snelheid te regelen beïnvloeden. Constant koppelbelastingen (zoals liften) vereisen bijvoorbeeld dat de gelijkstroommotor een constant koppel handhaaft, zelfs wanneer er veranderingen in snelheid optreden. Variabele koppelbelastingen (zoals ventilatoren) daarentegen zijn een type belasting waarbij het koppel in relatie tot de snelheid werkt. Bij de keuze van een gelijkstroommotor dient u ervoor te zorgen dat de motor geschikt is voor het soort belasting dat zal worden toegepast. Een motor met onvoldoende koppel leidt bijvoorbeeld tot een zware belasting, wat resulteert in slechte snelheidsregeling. Tenslotte dient u, wanneer een gelijkstroommotor in bedrijf is, geen plotselinge grote wijzigingen in belasting aan te brengen. Dit is niet goed, omdat het de gelijkstroommotor ertoe zal dwingen voortdurend zijn uitgangswaarden te wijzigen en opnieuw af te stellen. Dit leidt tot slechte en instabiele rotatiesnelheid en veroorzaakt bovendien veel slijtage.

Motor Structuurparameters en Onderdeelkwaliteit

Motor kwaliteit en interne parameters zijn belangrijk voor een stabiele snelheidsregeling. Er zijn verschillende onderdelen die beïnvloeden hoe de motor reageert op snelheidsaanpassingen: ankerweerstand, windingen, en rotatietraagheid van de rotor. Wanneer een gelijkstroommotor een lagere ankerweerstand heeft, is er minder spanningsverlies en kan de snelheidsregeling gevoeliger en nauwkeuriger worden. Het aantal windingen beïnvloedt ook de tegen electromotorische kracht (back EMF) van de motor. Bij een te laag aantal windingen zal de tegen EMF niet stabiel zijn en zal de snelheid evenmin stabiel zijn. De grootte van de rotatietraagheid is eveneens zeer belangrijk. Gelijkstroommotoren met een kleinere rotatietraagheid kunnen sneller versnellen of vertragen en daardoor de snelheidsregeling verbeteren. Onderdeelkwaliteit is ook zeer belangrijk. Meer slijtage aan lagers betekent meer wrijving, wat betekent dat de gelijkstroommotor meer energie verbruikt en de snelheidsregeling moeilijker wordt. Er zal een toename zijn van slecht contact, wat leidt tot slechte commutatoren en dit resulteert in slechte overgangen tussen snelheden. Daarom is het belangrijk om gelijkstroommotoren te kiezen die zijn vervaardigd met hoge precisie, en om kernonderdelen regelmatig te controleren. Vervang versleten lagers, houd de commutatoren schoon en onbeschadigd, en zorg ervoor dat alle windingen intact zijn.

Graad van Overeenkomst voor Besturingssystemen en Snelheidsregeling

De graad van overeenstemming en het besturingssysteem (zoals een variabele frequentieaandrijving of PWM-controller) bepalen hoe goed het systeem gelijkstroommotoren reguleert. De uitgangssignalen van het besturingssysteem moeten hoog, stabiel zijn en correct reageren op de ingangssignalen. Besturingssignalen moeten overeenkomstig met de motor variëren. Slechte besturingssystemen kunnen trage uitgangssignalen en traag gedrag vertonen. Zo'n slecht systeem leidt tot slechte en instabiele motorsnelheid. Onjuiste afstemming tussen controller en gelijkstroommotor is een veelvoorkomend probleem. Een controller met lagere vermogenslimieten dan de gelijkstroommotor leidt tot slechte controle. Aan de andere kant kan een controller met een te hoog vermogensbereik leiden tot hoge en instabiele stromen en snelheden. Een 1,3 kW gelijkstroommotor dient worden gecombineerd met een controller van vergelijkbaar vermogen voor optimale prestaties. Besturingssysteemalgoritmen beïnvloeden ook de snelheidsregeling. Geavanceerdere algoritmen kunnen dynamische snelheidsveranderingen bij veranderende belasting compenseren. Besturingssystemen dienen direct worden gekalibreerd en de systeemsoftware geactualiseerd worden, indien het systeem niet nieuw is, om vertraging van besturingssignalen in het systeem te minimaliseren. Zorg ervoor dat de bedrading tussen controller en gelijkstroommotor strak is aangesloten om signaalinterferentie of stroomverlies te voorkomen.