Những Yếu Tố Nào Ảnh Hưởng Đến Điều Chỉnh Tốc Độ Động Cơ Một Chiều?

Độ ổn định của điện áp và dòng điện nguồn

Độ ổn định của điện áp và dòng điện từ nguồn cung cấp là yếu tố then chốt đối với việc điều khiển tốc độ động cơ một chiều. Một động cơ một chiều có nguồn cung cấp điện để cung cấp năng lượng cho động cơ và tạo ra điện áp. Đối với động cơ một chiều kích từ độc lập, tốc độ xấp xỉ tỷ lệ thuận với điện áp phần ứng dưới điều kiện dòng kích từ không đổi. Nếu điện áp cung cấp không ổn định, tốc độ động cơ một chiều cũng sẽ không ổn định, dẫn đến việc không thể đạt được sự quay ổn định. Ví dụ, khi điện áp hoạt động giảm 10%, tốc độ động cơ một chiều cũng sẽ giảm tương ứng, ảnh hưởng đến thiết bị được động cơ truyền động. Ngoài ra, động cơ một chiều sẽ không thể cung cấp đủ công suất trong quá trình điều chỉnh tốc độ nếu dòng điện không đủ do thiếu hụt nguồn cung cấp, đặc biệt trong điều kiện tải. Để tránh hiện tượng này, cần sử dụng nguồn cung cấp chất lượng tốt và ổn định. Ngoài ra, nguồn cung cấp cần phù hợp với điện áp định mức và dòng điện định mức của động cơ một chiều. Đầu ra của nguồn cung cấp nên được kiểm tra định kỳ bằng đồng hồ vạn năng để tránh hiện tượng mất ổn định tốc độ do vấn đề liên quan đến nguồn cung cấp.

Dòng điện kích từ và cường độ của từ trường

Dòng điện kích thích là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến độ mạnh của từ trường trong động cơ một chiều. Yếu tố này cũng khá quan trọng trong việc điều chỉnh tốc độ. Đối với động cơ một chiều kiểu quấn song song, giảm dòng điện kích thích sẽ làm yếu từ trường—điều này, trong phạm vi an toàn, làm tăng tốc độ của động cơ. Ngược lại, tăng dòng điện kích thích sẽ làm mạnh từ trường và do đó làm giảm tốc độ. Ngoài ra, nếu dòng điện kích thích quá thấp sẽ làm từ trường yếu đến mức động cơ một chiều có thể “chạy mất kiểm soát”, tức tốc độ động cơ vượt quá giới hạn an toàn, gây hư hại nghiêm trọng. Ở khía cạnh ngược, dòng điện kích thích quá lớn sẽ làm tăng tổn thất sắt và do đó làm tăng nhiệt, ảnh hưởng tiêu cực lên hiệu suất và tuổi thọ của động cơ một chiều. Một bộ điều khiển đang hoạt động cho dòng điện là cách tốt nhất để điều chỉnh tốc độ một cách mượt. Việc kiểm tra cuộn dây kích thích trước khi vận hành (để phát hiện hư hỏng hoặc tìm sự ngắn mạch đến cuộn dây kích thích) là bắt buộc. Trong trường hợp có sự ngắn mạch một phần ở cuộn dây kích thích, việc điều chỉnh tốc độ sẽ bị ảnh hưởng tiêu cực (tức không đều) vì từ trường cũng sẽ trở nên không đều.

Kích Cỡ Hàng Hóa và Loại Hàng Hóa

Loại và kích thước tải ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và khả năng điều chỉnh tốc độ của động cơ một chiều. Mỗi động cơ đều có giới hạn tải tối đa, và khi tải tác động lên động cơ thay đổi, tốc độ sẽ dao động. Nếu tải quá lớn, động cơ một chiều sẽ cần tạo ra mô-men xoắn đầu ra nhiều hơn để duy trì sự quay. Điều này có thể khiến tốc độ giảm đáng kể, ngay cả khi đã điều chỉnh điện áp/dòng kích thích. Ví dụ, khi động cơ một chiều vận hành băng chuyền và số lượng vật phẩm cần vận chuyển tăng đột ngột, động cơ một chiều sẽ chậm lại. Ngoài ra còn có các loại tải khác nhau, ảnh hưởng đến khả năng điều chỉnh tốc độ. Chẳng hạn, tải mô-men xoắn không đổi (như thang máy) yêu cầu động cơ một chiều duy trì mô-men xoắn ổn định ngay cả khi tốc độ thay đổi. Ngược lại, tải mô-men xoắn thay đổi (như quạt) là loại tải mà mô-men xoắn hoạt động tỷ lệ theo tốc độ. Khi chọn động cơ một chiều, cần đảm bảo động cơ phù hợp với loại tải sẽ được áp dụng. Ví dụ, một động cơ có đầu ra mô-men xoắn không đủ sẽ dẫn đến tải nặng, gây ra hiện tượng điều chỉnh tốc độ kém. Cuối cùng, khi động cơ một chiều đang hoạt động, không nên đột ngột thay đổi tải lớn. Việc này không tốt vì sẽ khiến động cơ liên tục thay đổi và điều chỉnh lại đầu ra. Điều này dẫn đến tốc độ quay kém và không ổn định, đồng thời cũng gây hao mòn lớn.

Thông Số Cấu Trúc Động Cơ Và Chất Lượng Linh Kiện

Chất lượng và thông số động cơ bên trong rất quan trọng để duy trì việc điều chỉnh tốc độ ổn định. Có một số bộ phận ảnh hưởng đến cách động cơ phản ứng với việc điều chỉnh tốc độ: điện trở phần ứng, số vòng dây quấn và quán tính rôto. Khi một động cơ một chiều có điện trở phần ứng thấp hơn, sẽ có ít sụt áp hơn và việc điều chỉnh tốc độ có thể trở nên nhạy và chính xác hơn. Số vòng dây quấn cũng ảnh hưởng đến sức điện động phản hồi (back EMF) của động cơ. Nếu thiếu số vòng dây quấn, sẽ không có back EMF ổn định và tốc độ cũng sẽ không ổn định. Lượng quán tính rôto cũng rất quan trọng. Động cơ một chiều có quán tính rôto nhỏ hơn có thể tăng tốc hoặc giảm tốc nhanh hơn, do đó cải thiện khả năng điều chỉnh tốc độ tốt hơn. Chất lượng linh kiện cũng rất quan trọng. Các ổ trục bị mài mòn nhiều hơn có nghĩa ma sát nhiều hơn, dẫn đến động cơ một chiều phải tiêu tốn nhiều năng lượng hơn và việc điều khiển tốc độ sẽ khó khăn hơn. Sẽ có sự gia tăng tiếp xúc kém, dẫn đến các cổ góp hoạt động kém và điều này gây ra việc chuyển đổi giữa các tốc độ không ổn định. Vì lý do này, bạn cần chọn các động cơ một chiều có chế tạo độ chính xác cao và kiểm tra các linh kiện cốt lõi định kỳ. Thay thế các ổ trục bị mài mòn, giữ cổ góp sạch và không bị hư hỏng, đồng thời đảm bảo tất cả các cuộn dây đều còn nguyên.

Mức độ phù hợp cho Hệ thống Điều khiển và Điều chỉnh Tốc độ

Mức độ phù hợp và hệ thống điều khiển (như bộ truyền động tần số biến đổi hoặc bộ điều khiển PWM) quyết định hiệu quả điều chỉnh động cơ một chiều. Đầu ra của hệ thống điều khiển cần phải cao, ổn định và phản hồi chính xác theo tín hiệu điều khiển đầu vào. Tín hiệu điều khiển cần thay đổi phù hợp với động cơ. Các hệ thống điều khiển kém có thể biểu hiện đầu ra tín hiệu chậm và phản ứng chậm. Hệ thống kém như vậy dẫn đến tốc độ động cơ kém và không ổn định. Việc phối hợp bộ điều khiển với động cơ một chiều không đúng là vấn đề phổ biến. Bộ điều khiển có giới hạn công suất thấp hơn động cơ một chiều sẽ dẫn đến điều khiển kém. Mặt khác, bộ điều khiển có dải công suất quá cao có thể dẫn đến dòng điện và tốc độ cao, không ổn định. Một động cơ một chiều 1,3KW nên được ghép với bộ điều khiển có công suất tương đương để đạt hiệu suất tốt nhất. Các thuật toán của hệ thống điều khiển cũng ảnh hưởng đến việc điều chỉnh tốc độ. Các thuật toán tiên tiến hơn có thể thích nghi với những thay đổi động về tốc độ khi tải thay đổi. Hệ thống điều khiển cần được hiệu chuẩn trực tiếp và phần mềm hệ thống cần được cập nhật, nếu không phải là mới, nhằm giảm thiểu độ trễ tín hiệu điều khiển trong hệ thống. Đảm bảo dây nối giữa bộ điều khiển và động cơ một chiều được siết chặt để tránh nhiễu tín hiệu hoặc mất dòng điện.