ปัจจัยใดบ้างที่มีผลต่อการควบคุมความเร็วของมอเตอร์กระแสตรง

ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า

ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจากระบบจ่ายไฟฟ้ามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการควบคุมความเร็วของมอเตอร์กระแสตรง มอเตอร์กระแสตรงมีแหล่งจ่ายไฟที่ให้พลังงานแก่มอเตอร์พร้อมแรงดันไฟฟ้า สำหรับมอเตอร์กระแสตรงแบบมีการเหนี่ยวนำแยกต่างหาก ความเร็วจะประมาณสัดส่วนกับแรงดันขดลวดอาร์เมเจอร์ภายใต้กระแสเหนี่ยวนำคงที่ หากแรงดันจ่ายไม่เสถียร ความเร็วของมอเตอร์กระแสตรงจะไม่เสถียร ทำให้ไม่สามารถหมุนได้อย่างมั่นคงได้ ตัวอย่างเช่น หากแรงดันใช้งานลดลง 10% ความเร็วของมอเตอร์กระแสตรงจะลดลงตามสัดส่วน ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ที่มอเตอร์ขับเคลื่อน นอกจากนี้ มอเตอร์กระแสตรงจะไม่สามารถจ่ายกำลังได้ในช่วงการควบคุมความเร็ว (การปรับความเร็ว) หากกระแสไฟฟ้าไม่เพียงพอเนื่องจากขาดพลังงาน โดยเฉพาะในสภาวะที่มีภาระ เพื่อป้องกันปัญหานี้ควรใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีคุณภาพดีและเสถียร นอกจากนี้ ควรเลือกให้สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่กำหนดไว้สำหรับมอเตอร์กระแสตรง และควรตรวจสอบผลลัพธ์ของแหล่งจ่ายไฟอย่างสม่ำเสมอด้วยมัลติมิเตอร์ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาความเร็วที่ไม่เสถียรจากปัญหาของแหล่งจ่ายไฟ

กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำและความเข้มของสนามแม่เหล็ก

กระแสเหนี่ยวนำเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อความเข้มของสนามแม่เหล็กในมอเตอร์กระแสตรง ปัจจัยนี้ยังมีความสำคัญอย่างมากต่อการควบคุมความเร็ว ในกรณีของมอเตอร์กระแสตรงแบบชันต์ (shunt-wound) การลดกระแสเหนี่ยวนำจะทำให้สนามแม่เหล็กลดลง ซึ่งภายในช่วงที่ปลอดภัยจะทำให้ความเร็วของมอเตอร์เพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน การเพิ่มกระแสเหนี่ยวนำจะทำให้สนามแม่เหล็กรุนแรงขึ้น และส่งผลให้ความเร็วลดลง นอกจากนี้ ถ้ากระแสเหนี่ยวนำต่ำเกินไป จะทำให้สนามแม่เหล็คอ่อนลงจนถึงจุดที่มอเตอร์กระแสตรงอาจเกิดอาการ 'วิ่งหนี' (run away) ได้ ซึ่งหมายถึงความเร็วของมอเตอร์เกินขีดจำกัดที่ปลอดภัย และก่อให้เกิดความเสียหายอย่างรุนแรง ในทางตรงกันข้าม ถ้ากระแสเหนี่ยวนำมีค่าสูงเกินไป จะทำให้การสูญเสียในแกนเหล็ก (iron loss) เพิ่มขึ้น และตามมาด้วยความร้อนที่เพิ่มขึ้น ส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพและการใช้งานระยะยาวของมอเตอร์กระแสตรง การใช้ตัวควบคุมกระแส (running controller) เป็นวิธีที่ดีที่สุดในการควบคุมความเร็วอย่างราบรื่น ก่อนเริ่มเดินเครื่อง จำเป็นต้องตรวจสอบขดลวดเหนี่ยวนำ (excitation winding) เสมอ (เพื่อตรวจหารอยเสียหายหรือวงจรลัดวงจรในขดลวดเหนี่ยวนำ) หากเกิดวงจรลัดวงจรบางส่วนในขดลวดเหนี่ยวนำ การควบคุมความเร็วจะได้รับผลกระทบในทางลบ (เช่น ความเร็วไม่สม่ำเสมอ) เพราะสนามแม่เหล็กจะกลายเป็นไม่สม่ำเสมอ

ขนาดโหลดและประเภทโหลด

ประเภทและขนาดของภาระมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและการควบคุมความเร็วของมอเตอร์กระแสตรง (DC) มอเตอร์แต่ละตัวมีขีดจำกัดสูงสุดของภาระที่สามารถรับได้ และเมื่อภาระที่กระทำต่อมอเตอร์เปลี่ยนแปลง ความเร็วจะเกิดการผันผวน หากภาระมีขนาดใหญ่เกินไป มอเตอร์กระแสตรงจะต้องสร้างแรงบิดขาออกให้มากขึ้นเพื่อรักษาระดับการหมุน ซึ่งอาจทำให้ความเร็วลดลงอย่างมาก แม้ว่าจะมีการปรับแรงดันหรือกระแสแล้วก็ตาม ตัวอย่างเช่น เมื่อมอเตอร์กระแสตรงขับสายพานลำเลียง และจำนวนสิ่งของที่ต้องขนส่งเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน มอเตอร์กระแสตรงจะทำงานช้าลง นอกจากนี้ยังมีประเภทของภาระที่แตกต่างกัน ซึ่งมีผลต่อความสามารถในการควบคุมความเร็ว ตัวอย่างเช่น ภาระแรงบิดคงที่ (เช่น ลิฟต์) ต้องการให้มอเตอร์กระแสตรงรักษาแรงบิดคงที่ไว้ แม้ความเร็วจะเปลี่ยนแปลง ในทางกลับกัน ภาระแรงบิดแปรผัน (เช่น พัดลม) เป็นประเภทภาระที่แรงบิดทำงานสัมพันธ์กับความเร็ว ในการเลือกมอเตอร์กระแสตรง ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่ามอเตอร์เหมาะสมกับประเภทของภาระที่ใช้งาน ตัวอย่างเช่น มอเตอร์ที่มีแรงบิดขาออกไม่เพียงพอ จะทำให้ภาระหนักเกินไป ส่งผลให้การควบคุมความเร็วไม่ดี ในท้ายที่สุด เมื่อมอเตอร์กระแสตรงกำลังทำงาน อย่าเปลี่ยนแปลงภาระอย่างฉับพลัน เพราะจะไม่ดี เนื่องจากจะทำให้มอเตอร์กระแสตรงต้องเปลี่ยนแปลงและปรับค่าขาออกอยู่ตลอดเวลา ซึ่งจะทำให้ความเร็วในการหมุนไม่เสถียร และยังก่อให้เกิดการสึกหรออย่างมาก

พารามิเตอร์โครงสร้างของมอเตอร์และคุณภาพชิ้นส่วนประกอบ

คุณภาพของมอเตอร์และพารามิเตอร์ภายในมีความสำคัญต่อการควบคุมความเร็วอย่างมั่นคง มีหลายส่วนที่ส่งผลต่อการตอบสนองของมอเตอร์ต่อการปรับความเร็ว ได้แก่ ความต้านทานอาร์เมเจอร์ จำนวนรอบขดลวด และความเฉื่อยของโรเตอร์ เมื่อมอเตอร์กระแสตรงมีความต้านทานอาร์เมเจอร์ต่ำลง จะทำให้แรงดันตกต่ำลง และการควบคุมความเร็วก็จะไวขึ้นและแม่นยำยิ่งขึ้น จำนวนรอบขดลวดยังมีผลต่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าต้านกลับ (back EMF) ของมอเตอร์ หากมีจำนวนรอบขดลวดไม่เพียงพอ จะไม่เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าต้านกลับที่เสถียร ทำให้ความเร็วไม่คงที่ อีกทั้งปริมาณความเฉื่อยของโรเตอร์ก็มีความสำคัญมาก มอเตอร์กระแสตรงที่มีความเฉื่อยของโรเตอร์น้อยสามารถเร่งหรือลดความเร็วได้ดีกว่า จึงช่วยปรับปรุงการควบคุมความเร็วได้ดียิ่งขึ้น คุณภาพของชิ้นส่วนประกอบก็สำคัญเช่นกัน ยิ่งแบริ่งสึกหรอมากเท่าไร ก็จะยิ่งเพิ่มแรงเสียดทาน ซึ่งหมายความว่ามอเตอร์กระแสตรงจะต้องใช้พลังงานมากขึ้น และการควบคุมความเร็วก็จะยากขึ้น นอกจากนี้ยังอาจเกิดการสัมผัสที่ไม่ดีเพิ่มขึ้น ส่งผลให้คอมมิวเทเตอร์ทำงานไม่ดี และนำไปสู่การเปลี่ยนความเร็วที่ไม่เสถียร ด้วยเหตุนี้ คุณควรเลือกมอเตอร์กระแสตรงที่ผลิตด้วยความแม่นยำสูง และตรวจสอบชิ้นส่วนหลักอย่างสม่ำเสมอ เปลี่ยนแบริ่งที่สึกหรอ รักษาความสะอาดของคอมมิวเทเตอร์และไม่ให้เสียหาย รวมทั้งตรวจสอบให้มั่นใจว่าขดลวดครบถ้วน

ระดับความสอดคล้องของระบบควบคุมและการปรับความเร็ว

ระดับความสอดคล้องระหว่างตัวมอเตอร์และระบบควบคุม (เช่นไดรฟ์ความถี่ตัวแปรหรือตัวควบคุมแบบ PWM) จะกำหนดประสิทธิภาพในการควบคุมมอเตอร์กระแสตรง ระบบควบคุมควรมีสัญญาณขาออกที่สูง มั่นคง และตอบสนองต่อสัญญาณควบคุมขาเข้าอย่างเหมาะสม สัญญาณควบคุมควรเปลี่ยนแปลงตามลักษณะของมอเตอร์ ระบบที่ไม่ดีอาจแสดงสัญญาณขาออกช้าและการตอบสนองช้า ส่งผลให้ความเร็นมอเตอร์ไม่ดีและไม่เสถียร การจับคู่ตัวควบคุมกับมอเตอร์กระแสตรงที่ไม่เหมาะสมเป็นปัญหาที่พบบ่อย ตัวควบคุมที่มีขีดจำกัดกำลังต่ำกว่ามอเตอร์กระแสตรงจะทำให้การควบคุมไม่ดี ในทางกลับด้าน ตัวควบคุมที่มีช่วงกำลังสูงเกินมากอาจทำให้เกิดกระแสไฟและความเร็วที่สูงและไม่เสถียร มอเตอร์กระแสตรงขนาด 1.3KW ควรจับคู่กับตัวควบคุมที่มีความจุกำลังใกล้เท่าเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด อัลกอริทึมของระบบควบคุมก็มีอิทธิพลต่อการควบคุมความเร็ว อัลกอริทึมที่ซับซ้อนมากขึ้นสามารถปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงความเร็วเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงภาระงาน ระบบควบคุมควรได้รับการปรับเทียบโดยตรง และอัปเดตซอฟต์แวร์ของระบบหากไม่ใช่รุ่นใหม่ เพื่อลดการหน่วงเวลาของสัญญาณควบคุมในระบบ ควรตรวจสอบว่าสายไฟระหว่างตัวควบคุมกับมอเตอร์กระแสตรงแน่นแนียะเพื่อป้องกันการรบกวนสัญญาณหรือการสูญเสียกระแสไฟ