Motor de corriente continua de la serie ASLONG 25: estudio de caso de problemas y soluciones

I. Identificación del problema

• Sobrecalentamiento del motor: El motor tiende a sobrecalentarse cuando funciona con una carga alta o durante largos períodos, lo que no sólo reduce su eficiencia sino que también puede provocar daños en el motor.
• Precisión insuficiente del control de velocidad: En aplicaciones que requieren un control preciso de la velocidad, como el movimiento robótico de las articulaciones o la planificación inteligente de la trayectoria del automóvil, la precisión del control de velocidad del motor no es lo suficientemente alta,causando fluctuaciones de velocidad.
• Corta vida útil del motor: En condiciones de frecuentes ciclos de arranque y parada o de funcionamiento a gran carga, la vida útil del motor es relativamente corta, lo que requiere reemplazos frecuentes.

II. Análisis del problema

1. Sobrecalentamiento del motor
   • CausasCuando el motor funciona con una carga elevada, la resistencia de los devanados internos genera calor, y una mala disipación del calor puede agravar aún más el sobrecalentamiento.la fricción de los rodamientos internos también produce calorSi el diseño de disipación de calor no es racional, el calor no puede disiparse a tiempo, lo que conduce a un aumento de la temperatura del motor.
   • Impacto: El sobrecalentamiento del motor puede hacer que el material de aislamiento de las bobinas envejezca, reduciendo el rendimiento de aislamiento del motor y potencialmente causando cortocircuitos que conducen a daños en el motor.Además, las altas temperaturas también pueden disminuir la eficiencia del motor y aumentar el consumo de energía.
2. Precisión insuficiente del control de velocidad
   • Causas: La precisión del control de velocidad de un motor está influenciada por varios factores, entre ellos el diseño del sistema de control, las características mecánicas del motor y las variaciones de carga.Si la velocidad de respuesta del sistema de control no es lo suficientemente rápida o si la inercia mecánica del motor es demasiado grande, la precisión del control de velocidad puede verse comprometida.
   • Impacto: En aplicaciones que requieren un control preciso de la velocidad, como el movimiento de articulaciones robóticas o la planificación inteligente de la trayectoria del automóvil,la precisión insuficiente en el control de velocidad puede resultar en una disminución de la precisión y fiabilidad del equipo.
3. Corta vida útil del motor
   • Causas: La vida útil de un motor se ve afectada por varios factores, como el desgaste del cepillo, la fatiga del rodamiento y el envejecimiento de la bobina.la velocidad de desgaste o envejecimiento de estos componentes puede acelerarse, acortando así la vida útil del motor.
   • Impacto: La corta vida útil del motor aumenta el coste de mantenimiento del equipo, reduce su fiabilidad y estabilidad y afecta a la experiencia del usuario.

III. Soluciones

1. Solución para el sobrecalentamiento del motor
   • Diseño mejorado de disipación de calor: Optimizar la estructura de disipación de calor del motor aumentando la superficie de los disipadores de calor o utilizando materiales de disipación de calor más eficientes para mejorar la eficiencia de refrigeración.Por ejemplo., el uso de disipadores de calor de aluminio puede aumentar eficazmente el área de enfriamiento y reducir la temperatura del motor.
   • Diseño optimizado de la bobina: Seleccionar materiales aislantes con una mayor resistencia al calor para mejorar la estabilidad térmica de los devanados y prolongar su vida útil.
   • Sensores de temperatura añadidosInstale sensores de temperatura dentro del motor para controlar su temperatura en tiempo real.Activar automáticamente un ventilador de refrigeración o reducir la potencia del motor para evitar el sobrecalentamiento.
2. Solución para la precisión insuficiente del control de velocidad
   • Algoritmos de control optimizados: Implementar algoritmos avanzados de control de vectores o de control directo del par para mejorar la precisión y la velocidad de respuesta del control de velocidad del motor.Estos algoritmos pueden regular con precisión la velocidad y el par del motor basándose en sus condiciones de funcionamiento en tiempo real.
   • Mecanismo de retroalimentación: Introduzca codificadores o sensores Hall en el sistema del motor para controlar la velocidad y la posición del motor en tiempo real.Ajustar el estado de funcionamiento del motor mediante control basado en retroalimentación para garantizar la precisión del control de velocidad.
   • Inercia mecánica reducida: Optimizar la estructura mecánica del motor para reducir la inercia del rotor, permitiéndole responder más rápidamente a los comandos de cambio de velocidad y mejorando así la precisión del control de velocidad.
3. Solución para la corta vida útil del motor
   • Diseño optimizado del pincel: Utilizar materiales de alta calidad con mejor resistencia al desgaste y mejor rendimiento de contacto para prolongar la vida útil de los cepillos.optimizar la estructura del cepillo para reducir la fricción entre los cepillos y el conmutador.
   • Sistema de lubricación añadido: Añadir un sistema de lubricación a las zonas de los rodamientos del motor para reponer automáticamente el aceite lubricante con regularidad, reduciendo el desgaste de los rodamientos y alargando su vida útil.
   • Control de calidad reforzado: Durante el proceso de fabricación del motor, se controla estrictamente la calidad para garantizar la precisión y fiabilidad de cada componente.utilizar equipos de mecanizado de alta precisión y procedimientos de inspección rigurosos para minimizar los errores y defectos de los componentes, y mejorar la calidad general y la fiabilidad del motor.

IV. Resultados de la aplicación y verificación

1. El problema del sobrecalentamiento: Gracias a las mejoras en el diseño de disipación de calor y en los materiales de enrollamiento, la temperatura del motor durante el funcionamiento de alta carga ha disminuido significativamente,con una temperatura máxima que disminuya aproximadamente en 20 °CAdemás, la adición de sensores de temperatura ha permitido al motor ajustar automáticamente su potencia de salida, evitando efectivamente el sobrecalentamiento y prolongando su vida útil.
2. Problema de precisión del control de velocidad: Después de optimizar los algoritmos de control e incorporar mecanismos de retroalimentación, la precisión del control de velocidad del motor se ha mejorado sustancialmente, con fluctuaciones de velocidad reducidas a ± 1%.En aplicaciones como el movimiento articular robótico y la planificación inteligente de la trayectoria del coche, la precisión y la estabilidad operativas del equipo han mejorado notablemente.
3. La cuestión de la corta vida: Mediante la optimización del diseño del cepillo, la adición de un sistema de lubricación y el fortalecimiento del control de calidad, la vida útil del motor se ha extendido en aproximadamente un 50%.En condiciones de frecuentes ciclos de arranque-parada y de funcionamiento con gran carga, la tasa de fallos del motor se ha reducido significativamente, disminuyendo los costes de mantenimiento y los tiempos de inactividad.

V. Conclusiones y perspectivas futuras