Hvilke faktorer påvirker hastighetsreguleringen til en DC-motor?

Stabilitet i forsyningspenning og strøm

Stabilitet i spenning og strøm fra en strømforsyning er avgjørende for hastighetskontrollen av en likestrømsmotor. En likestrømsmotor har en strømforsyning som leverer energi til motoren og en spenning. For en separat eksitert likestrømsmotor er hastigheten omtrent proporsjonal med armatur-spenningen under konstant eksitasjonsstrøm. Hvis forsynings-spenningen er ustabil, vil hastigheten til likestrømsmotoren også være ustabil, noe som gjør det umulig å oppnå stabil rotasjon. For eksempel, ved et driftsspenningstap på 10 %, vil hastigheten til likestrømsmotoren synke tilsvarende, noe som påvirker utstyret som drives av motoren. I tillegg er ikke likestrømsmotoren i stand til å levere effekt under hastighetsregulering (justering av hastighet) hvis strømmen er utilstrekkelig på grunn av mangel på effekt, spesielt under belastningsforhold. For å forhindre dette bør en høykvalitets stabilisert strømforsyning benyttes. Videre bør den tilsvare stømsmotorens rated spenning og strøm. Utgangen fra strømforsyningen bør overvåkes regelmessig med et multimeter for å unngå hastighetsustabilitet forårsaket av strømforsyningsproblemer.

Eksitasjonsstrøm og styrke på magnetfelt

Eksitasjonsstrøm er den viktigste faktoren som påvirker styrken på magnetfeltet i en likestrømsmotor. Denne faktoren er også svært viktig for regulering av hastighet. I tilfellet av en parallellviklet likestrømsmotor, betyr å redusere eksitasjonsstrømmen at magnetfeltet svekkes—hvilket innenfor et sikkert område øker motorens hastighet. Tvertimot, økning av eksitasjonsstrømmen forsterker magnetfeltet og dermed reduser hastigheten. I tillegg kan for lav eksitasjonsstrøm svekke magnetfeltet så mye at likestrømsmotoren kan «løpe i fra», der hastigheten overstiger sikkerhetsgrensen, noe som er svært skadelig. På motsatt siden av ligningen, fører for høy eksitasjonsstrøm til økt jern tap og dermed økt varme, noe som negativt påvirker effektiviteten og levetiden på likestrømsmotoren. En kjøringkontroller for strømmen er den beste måte å oppnå jevn hastighetsregulering. Det er obligatorisk å se på eksitasjonsviklingen før kjøring (for å oppdage skader eller finne en kortslutning i eksitasjonsviklingen). Hvis det er en delvis kortslutning i eksitasjonsviklingen, blir hastighetsreguleringen negativt påvirket (dvs. ujevnt) fordi magnetfeltet også blir ujevnt.

Laststørrelse og Lasttype

Type og størrelse på lasten påvirker direkte en likestrømsmotor sin ytelse og evne til å regulere hastighet. Hver motor har en maksimal lastkapasitet, og når lasten som påvirker motoren endres, vil hastigheten svinge. Hvis lasten er for stor, må likestrømsmotoren produsere mer utgangsmoment for å opprettholde sin rotasjon. Dette vil sannsynligvis føre til at hastigheten synker betydelig, selv om spenning/strøm-eksitasjonen justeres. For eksempel, når en likestrømsmotor driver et transportbånd, og antallet varer som skal transporteres plutselig øker, vil likestrømsmotoren sakte ned. Det finnes også ulike typer laster, som påvirker evnen til å regulere hastighet. For eksempel, krever konstante momentlaster (som heiser) at likestrømsmotoren opprettholder et konstant moment selv ved endringer i hastighet. I motsetning til dette er variable momentlaster (som vifter) en type last der momentet varierer i forhold til hastigheten. Ved valg av en likestrømsmotor, sørg for at motoren er egnet for den type last som skal påvirke den. For eksempel, vil en motor med utilstrekkelig momentutgang føre til en tung last som resulterer i dårlig hastighetsregulering. Til slutt, når en likestrømsmotor er i drift, unngå å plutselig påføre store endringer i last. Dette er ikke bra, fordi det vil føre til at likestrømsmotoren kontinuerlig endrer og tilpasser sine utganger. Dette resulterer i dårlig og ustabil rotasjonshastighet og vil også føre til stor slitasje.

Motoriske strukturparametre og komponentkvalitet

Motor kvalitet og interne parametere er viktige for stabil hastighetsregulering. Det finnes flere deler som påvirker hvordan motoren reagerer på hastighetsjusteringer: armaturmotstand, viklingsvendinger og rotor treghet. Når en likestrømsmotor har mindre armaturmotstand, er det mindre spenningsfall og hastighetsregulering kan bli mer følsom og presis. Mengden av viklingsvendinger påvirker også motorens motspenning. Hvis det er for få viklinger, vil det ikke være en stabil motspenning og hastigheten vil ikke være stabil. Mengden av rotor treghet er også svært viktig. Likestrømsmotorer med mindre rotor treghet kan akselerere eller bremse mer, og dermed forbedre hastighetsreguleringen ytterligere. Komponentkvalitet er også svært viktig. Slitte lagre betyr mer friksjon, noe som betyr at likestrømsmotoren vil forbruke mer energi og hastighetskontrollen vil bli vanskeligere. Det vil øke forekomsten av dårlig kontakt, noe som fører til dårlige kommutatorer og dette resulterer i dårlige overganger mellom hastigheter. På grunn av dette må du velge likestrømsmotorer som tilbyr høy presisjonsproduksjon og regelmessig sjekk av kjernekomponenter. Bytt slitte lagre, hold kommutatorer rene og uten skader, og sørg for at alle viklinger er til stede.

Grad av samsvar for kontrollsystemer og hastighetsregulering

Grad av samsvar mellom kontrollsystem (som en variabel frekvensdrift eller PWM-styreenhet) og likestrømsmotorer avgjør hvor godt systemet regulerer motorene. Kontrollsystemets utsignaler bør være høye, stabile og svare raskt på inngående styresignaler. Styresignaler bør variere i tilsvarende grad som motoren. Dårlige kontrollsystemer kan vise trege utsignaler og treg respons. Et slikt dårlig system resulterer i dårlig og ustabil motorhastighet. Ukorrekt samsvar mellom kontroller og likestrømsmotor er et vanlig problem. En kontroller med lavere effektbegrensning enn likestrømsmotoren resulterer i dårlig regulering. Omvendt kan en kontroller med for høy effektkapasitet føre til høye og ustabile strømverdier og hastighet. En 1,3 kW likestrømsmotor bør kombineres med en kontroller med tilsvarende effektkapasitet for best ytelse. Kontrollsystemalgoritmer påvirker også hastighetsregulering. Mer avanserte algoritmer kan tilpasse seg dynamiske endringer i hastighet som følge av varierende belastning. Kontrollsystemet bør kalibreres direkte, og systemprogramvaren oppdateres, dersom det ikke er ny, for å minimere forsinkelse i styresignaler i systemet. Sørg for at kontroller-likestrømsmotor-wiring er stram for å forhindre signalstøy eller tap av strøm.