Ce factori afectează reglarea vitezei motorului de curent continuu?

Stabilitatea tensiunii și curentului de alimentare

Stabilitatea tensiunii și curentului provenite de la o sursă de alimentare este esențială pentru controlul vitezei unui motor de curent continuu. Un motor de curent continuu are o sursă de alimentare care furnizează energie motorului și o tensiune. În cazul unui motor de curent continuu cu excitație separată, viteza este aproximativ proporțională cu tensiunea indusului în condiții de excitație constantă. Dacă tensiunea sursei este instabilă, viteza motorului de curent continuu va fi instabilă, ceea ce face imposibilă obținerea unei rotații stabile. De exemplu, la o scădere a tensiunii de funcționare cu 10%, viteza motorului de curent continuu va scădea proporțional, influențând echipamentul acționat de motor. În plus, motorul de curent continuu nu poate furniza putere în timpul reglării vitezei (ajustarea vitezei) dacă curentul este insuficient din cauza lipsei de putere, mai ales în condiții de sarcină. Pentru a preveni acest lucru, trebuie utilizată o sursă de alimentare stabilizată de bună calitate. În plus, aceasta trebuie să corespundă tensiunii și curentului nominali ai motorului de curent continuu. Ieșirea sursei de alimentare trebuie monitorizată periodic cu un multimetru pentru a evita instabilitatea vitezei datorată problemelor legate de sursa de alimentare.

Curent de excitație și intensitatea câmpurilor magnetice

Curentul de excitație este factorul cel mai important care influențează intensitatea câmpului magnetic al motorului de curent continuu. Acest factor este, de asemenea, foarte important pentru reglarea vitezei. În cazul motoarelor de curent continuu cu excitație derivație, reducerea curentului de excitație înseamnă slăbirea câmpului magnetic — ceea ce, într-un domeniu sigur, crește viteza motorului. Dimpotrivă, mărirea curentului de excitație întărește câmpul magnetic și, astfel, reduce viteza. În plus, un curent de excitație prea mic slăbește câmpul magnetic până la punctul în care motorul de curent continuu poate „scăpa de sub control”, adică viteza motorului depășește limita sigură, ceea ce este extrem de dăunător. Pe partea opusă a ecuației, un curent de excitație excesiv crește pierderile în fier și, implicit, căldura, ceea ce afectează negativ eficiența și durata de viață a motorului de curent continuu. Un regulator de curent este cea mai bună metodă pentru o reglare lină a vitezei. Verificarea înfășurării de excitație înainte de punerea în funcțiune (pentru detectarea deteriorărilor sau a unui scurtcircuit la înfășurarea de excitație) este obligatorie. În cazul unui scurtcircuit parțial la înfășurarea de excitație, reglarea vitezei este afectată negativ (adică neuniform), deoarece și câmpul magnetic va deveni neuniform.

Mărimea Încărcării și Tipul Încărcării

Tipul și mărimea sarcinii influențează direct performanța unui motor de curent continuu și capacitatea acestuia de a regla viteza. Fiecare motor are o capacitate maximă de sarcină, iar atunci când sarcina aplicată motorului se modifică, viteza va fluctua. Dacă sarcina este prea mare, motorul de curent continuu va trebui să producă un cuplu mai mare pentru a-și menține rotația. Acest lucru va duce probabil la o scădere semnificativă a vitezei, chiar dacă tensiunea/curentul de excitație sunt ajustate. De exemplu, atunci când un motor de curent continuu acționează o bandă rulantă și numărul de obiecte care trebuie transportate crește brusc, motorul de curent continuu se va încetini. Există, de asemenea, diferite tipuri de sarcini, care afectează capacitatea de reglare a vitezei. De exemplu, sarcinile cu cuplu constant (cum ar fi lifturile) necesită ca motorul de curent continuu să mențină un cuplu constant, chiar dacă apar schimbări în viteză. În schimb, sarcinile cu cuplu variabil (cum ar fi ventilatoarele) sunt un tip de sarcină în care cuplul funcționează în relație cu viteza. La alegerea unui motor de curent continuu, asigurați-vă că motorul este potrivit pentru tipul de sarcină ce urmează a fi aplicat. De exemplu, un motor al cărui cuplu generat este insuficient va duce la o sarcină mare, ceea ce va determina o reglare slabă a vitezei. În final, atunci când un motor de curent continuu este în funcțiune, nu aplicați brusc modificări mari ale sarcinii. Acest lucru nu este recomandat, deoarece va face ca motorul de curent continuu să-și modifice și reajusteze în mod continuu ieșirile. Acest lucru va duce la o viteză de rotație slabă și instabilă și va rezulta, de asemenea, într-o uzură considerabilă.

Parametrii Structurale ale Motorului și Calitatea Componentelor

Calitatea și parametrii motorului în interior sunt importanți pentru o reglare stabilă a vitezei. Există mai multe componente care afectează modul în care motorul reacționează la ajustările de viteză: rezistența armaturii, numărul de spire ale înfășurării și inerția rotorului. Când un motor de curent continuu are o rezistență mai mică a armaturii, căderea de tensiune este mai redusă și reglarea vitezei poate deveni mai sensibilă și mai precisă. Numărul de spire ale înfășurării afectează, de asemenea, tensiunea contra-electromotoare (back EMF) a motorului. Dacă înfășurarea este insuficientă, nu se va genera o tensiune contra-electromotoare stabilă și, ca urmare, viteza nu va fi stabilă. Cantitatea de inerție a rotorului este, de asemenea, foarte importantă. Motoarele de curent continuu care au o inerție mai mică a rotorului pot accelera sau decelera mai rapid, ceea ce poate îmbunătăți în mod semnificativ reglarea vitezei. Calitatea componentelor este, de asemenea, foarte importantă. Rulmenii mai uzati înseamnă o frecare mai mare, ceea ce face ca motorul de curent continuu să consume mai multă energie și să fie mai dificil de controlat în ceea ce privește viteza. Va crește riscul unui contact slab, ceea ce duce la comutatoare defectuoase și, în final, la tranziții instabile între diferite viteze. Din acest motiv, trebuie să alegeți motoare de curent continuu care asigură o fabricație de înaltă precizie și să verificați în mod regulat componentele esențiale. Înlocuiți rulmenii uzati, mențineți comutatoarele curate și fără deteriorări și asigurați-vă că toate înfășurările sunt intacte.

Gradul de potrivire pentru sistemele de control și reglarea vitezei

Gradul de potrivire și sistemul de control (precum un variator de frecvență sau un controler PWM) determină cât de bine sistemul reglează motoarele de curent continuu. Ieșirile sistemului de control ar trebui să fie ridicate, stabile și în răspunsul adecvat la semnalele de control de intrare. Semnalele de control ar trebui să varieze în conformitate cu motorul. Sistemele de control slabe pot prezenta ieșiri lente ale semnalelor și răspuns lent. Un astfel de sistem slab duce la o viteză slabă și instabilă a motorului. Potrivirea incorectă între controler și motorul de curent continuu este o problemă frecventă. Un controler cu limite de putere mai reduse decât motorul de curent continuu duce la un control slab. Pe de altă parte, un controler cu o gamă de putere prea ridicată poate duce la curenți și viteze mari și instabile. Un motor de curent continuu de 1,3 kW ar trebui cuplat cu un controler de capacitate de putere similară pentru o performanță optimă. Algoritmii sistemului de control influențează, de asemenea, reglarea vitezei. Algoritmii mai sofisticati pot adapta schimbările dinamice ale vitezei în răspunsul la sarcini variabile. Sistemele de control ar trebui să fie calibrate direct, iar software-ul sistemului actualizat, dacă nu este nou, pentru a minimiza întârzierea semnalelor de control în sistem. Asigurați-vă că cablarea între controler și motorul de curent continuu este strânsă pentru a preveni interferenția semnalelor sau pierderea curentului.