Как по сопротивлению обмоток двигателя вычислить...

Как по сопротивлению обмоток двигателя вычислить…

Измерение сопротивления двигателя

Как известно, обычный мультиметр не может нормально измерить сопротивление порядка 1 ома и ниже. Такое сопротивление имеют измерительные шунты и … обмотки двигателей. И не мудрено. Длина провода одной обмотки двигателя мощностью 260 Вт составляет всего-лишь 30 см.

Для тех, кто любит побыстрее ролик на 1 мин.

Что есть сопотивление двигателя?

Лично у меня сразу возник этот вопрос. Ведь оттуда торчит 3-4 провода (4-й средняя точка звезды). Ответ лежит на поверхности — это сопротивление между любыми двумя проводами (для 3х проводных). Обычно мотают 3 обмотки и соединяют в общем случае либо в звезду, либо в треугольник. На самом деле вариантов тьма тьмущая, но смысл один — сопротивление обмоток, соединенных в треугольник меньше, чем соединеных в звезду. Поэтому для них нужно меньшее напряжение, а ток получается выше. А мы помним, что момент пропорционален току. Чтобы не перегревать обмотки их соединяют в звезду, но при этом падает мощность, поэтому повышают напряжение. Также, двигатели «со звездой» в 1.73 раза крутятся медленнее чем «с треугольником» при одинаковом напряжении. Схему выбирают в зависимоти от нужного момента и требуемой скорости вращения при заданном напряжении. Подробнее неплохо расписано тут.

Как и чем измерять?

И здесь нам опять поможет закон Ома R = U/I. В зависимости от диаметра провода обмотки (которую, обычно, видно), можно прикинуть максимальный ток и отсюда определить максимальное напряжение источника питания. В моем случае имеется двигатель с неизвестными параметрами. На глазок, диаметр провода 0.5 мм, тогда по табличке определяем примерное сопротивление R=0,1 Ом на 1 м, а также длительно допустимый ток не более Iдоп = 1А. В моторе 12 зубьев, т.е. по 4 зуба на обмотку. Можно очень примерно прикинуть кол-во витков и средний диаметр зуба чтобы грубо вычислить длину провода. При соединении в звезду на 2 обмотки в моем моторе больше 1 м вряд-ли влезет, поэтому в первом приближении буду ориентироваться на величину сопротивления 0,1 Ом.

Далее вспомним про кратность пускового тока порядка K = 7 для переменного тока, а для постоянного импульсного можно вполне взять K = 10 (это почти наобум, но с хорошим запасом — см. список в конце статьи). Отсюда делаем вывод, что при измерении сопротивления нужно обеспечить кратковременный ток около I = Iдоп*K = 1*10 = 10А. Это значит, что нам нужно подать напряжение U = I*R = 10 * 0,1 = 1В. Довольно маленькое напряжение при довольно большом токе. Выбор пал на пару оставшихся в живых Ni-Cd аккумуляторов от шуруповерта. Они обеспечивают большой ток разряда при номинальном напряжении 1.2В. В прошлый раз я измерил их внутреннее сопротивление и получил 0.13 и 0.22 Ома соответственно. Остальные 10 штук совсем дохлые. Соединенные параллельно они должны дать около I = U/(Re+R) = 1.2/(0.13*0.22/(0.13+0.22) + 0.1) = 6.6 А. Не много, но ничего мощнее под рукой не оказалось. Если под рукой нет подходящего источника питания можно попробовать подобрать токоограничивающий резистор достаточной мощности чтобы погасить на себе излишки. Если есть источник 5В (например, компьютерный БП обычно дает 12А и более), то в моем случае потребуется шунт Rш = U/I — R = 5/10 — 0.1 = 0.4 Ом. Найти такое сопротивление будет не просто, тем более что оно должно быть мощностью 40W или хотябы кратковременно пропускать такую мощность. Можно посмотреть в сторону ламп накаливания…

Ну а дальше все просто. Кратковременно подключаем нашу батарею к любым двум выводам двигателя. Быстро замеряем напряжение и ток. Делим одно на другое и получаем искомое сопротивление.

Само собой, для измерения я задействовал свой приборчик на Arduino. Честно говоря, изначально именно для этого измерения он и был собран.

Перед измерением хорошенько накачал аккумуляторы. Батарея выдала аж 20 мОм, видимо немного раскачались. А измеренное сопротивление нашего подопытного бесколлекторного двигателя 112 мОм оказалось очень близким к прикидочному и косвенно подтвердило предположение о соединении обмоток в звезду. Так что способ подсчета кол-ва витков также работает, но тут нет гарантии, что намотка не проводилась жгутом из нескольких проводов, да и при малом диаметре и большой плотности навивки подсчитать кол-во витков бывает очень затруднительно.

Зачем вообще это надо?

Знать сопротивление нужно чтобы исходя из диаметра проводов обмоток определить допустимую электрическую мощность двигателя или если проще, то какое максимальное напряжение можно подать на двигатель чтобы он не перегрелся. В современных двигателях постоянного тока все чаще применяют неодимовые магниты (привет, электрокары). Известны случаи построения кулибиными ветрогенераторов мощностью до 5 кВт с использованием этих магнитов. Но есть и недостаток — при температуре выше 90°С он теряет свои суперсвойства, поэтому контроль нагрева таких двигателей очень важен, а значит важно знать сопротивление обмоток.

Тут конечно еще много неизвестных. Нужно определить максимальный ток провода при импульсном питании. Есть такие данные:

1А — 0.05мм, 3А — 0.11мм, 10А — 0.25мм, 15А — 0.33мм,
20А — 0.4мм, 30А — 0.52мм, 40А — 0.63мм, 50А — 0.73мм,
60А — 0.89мм, 70А — 0.92мм, 80А — 1.00мм, 90А — 1.08мм, 100А — 1.16мм

Вроде бьются с моими параметрами, но откуда они я пока не разбирался. Похоже на ток плавкого предохранителя, т.е. прям край-край. Если руководствоваться ими, то в моем случае диаметр 0,4мм «по меди» даст 20А, а мощность при 3S Li-Po батареии составит P = 3*3,7*20 = 222 Вт; при 4S составит P = 4*3,7*20 = 296 Вт. Какое максимальное напряжение можно подать зависит от теплового баланса, т.е. от условий охлаждения, а это посчитать уже проблематично — проще измерить, но это, возможно, тема отдельной статьи.

Лично мне измерение сопротивления моего двигателя помогло убедиться в том, что найденные в интернете характеристики мотора, внешне похожего на мой, заслуживают доверия. Его заводские характеристики: ток без нагрузки 0.4А, максимальный ток 22 А, мощность 260 Вт (механическая в соответствии с ГОСТ Р 52776-2007). А в другом месте нашел, что у подобного мотора сопротивление 0.119 Ом, что в принципе, близко к моим результатам.

Как рассчитать обмотку электродвигателя

Длительная эксплуатация асинхронных электродвигателей в режиме перегрузки или повышенное напряжение питающей сети в конечном итоге приводят к перегреву обмоток статора и возникновению межвитковых замыканий и пробою на корпус. В результате потребуется ремонт электрической машины с заменой статорных обмоток.

Если в документации на двигатель есть все обмоточные данные, то эта задача для квалифицированного персонала не составит особого труда. Но при отсутствии таковых восстановление электромашины становится более затруднительным. Перед перемоткой потребуется замерить диаметр обмоточного провода, посчитать количество витков в пазу, зарисовать схему расположения обмоток и их шаг, схему соединения обмоток и прочее.

Даже при сохранении необходимой исходной частоты вращения и мощности двигателя могут возникнуть затруднения, если в наличии не окажется провода нужного диаметра. Обмотка, выполненная проводом меньшего диаметра, будет изначально перегреваться даже в режиме номинальной нагрузки. При использовании проводников с большим диаметром существует вероятность того, что при сохранении исходного числа витков в катушке ее габариты не позволят уложить обмотку в пазы сердечника статора.

Кроме того, может возникнуть необходимость изменить частоту вращения ротора или величину питающего напряжения. Для этого требуется выполнить расчет обмотки электродвигателя.

Сущность этих расчетов сводится к нахождению оптимального соотношения между магнитными и электрическими характеристиками. Говоря более простым языком, требуется определить нужное количество витков для каждой фазы обмотки.

Какие данные нужны для расчета обмотки

Для выполнения расчетов необходимо предварительно очистить железо статора от остатков старой обмотки и изоляции. Важно помнить, что применение абразивных средств недопустимо. После этого производятся следующие замеры.

D — внутренний диаметр сердечника статора. Измерения выполняются штихмассом или штангенциркулем. Допускается использовать кронциркуль для внутренних измерений и масштабную линейку. Для большей точности делается несколько замеров, выполненных между центрами диаметрально расположенных зубцов, и вычисляется среднее значение.

Da – наружный диаметр сердечника по возможности измеряется с использованием штангенциркуля или кронциркуля для наружных замеров.

– высота тела статора определяется с помощью штангенциркуля.

l – полная длина сердечника. Замер производится масштабной линейкой по дну зубцов.

h – полная глубина зубца

Z1 – количество зубцов (пазов) статора.

Нужно учитывать форму и размеры пазов статора для последующего определения их объема.

Чтобы выполнить расчет обмотки асинхронного электродвигателя также нужно знать толщину электротехнической стали статора и тип ее изоляции, а также количество вентиляционных поперечных каналов, их ширину или диаметр (если таковые есть).

Обработка результатов измерений

Первоначально определяют величину полюсного деления. Этот параметр измеряется в миллиметрах и определяет длину части окружности внутренней расточки, на которой будет располагаться один полюс электродвигателя.

где p – количество пар полюсов

Далее определяется расчетная длина статора (l). Если в статоре отсутствуют вентиляционные каналы, то эта величина остается равной измеренной.Если в конструкции сердечника есть вентиляционные каналы, то для дальнейших расчетов из измеренной длины вычитается произведение количества пазов на их ширину. Однако в расчетах обмотки используется чистая длина стали lо, вычисляемая по формуле

Величина этого коэффициента (kо) зависит от толщины листов электротехнической стали и типа изоляции между ними.

Потом определяется площадь полюсного деления по формуле:

Площадь поперечного сечения всего тела статора высчитывают по формуле:

Число пазов на один полюс и фазу рассчитывают по формуле:

Формулы для определения площади пазов в зависимости от их формы есть на рис.2.

К сожалению, формат обзорной статьи не дает возможности полностью раскрыть эту тему, но зная данные и используя рекомендации из пособия Г.К. Жерве «Как рассчитать обмотку асинхронного двигателя» можно вычислить диаметр обмоточного провода, количество витков в катушках и подобрать шаг и схему их укладки. Следует помнить, что расчет обмотки однофазного электродвигателя имеет свои особенности.

Как определить мощность двигателя по сопротивлению обмоток?

Электродвигатель подключается к сети и измеряется напряжение. С помощью амперметра поочередно замеряем ток в цепи каждой из обмоток статора. Сумму потребляемых токов умножаем на фиксированное напряжение. Полученное число – мощность электродвигателя в ваттах.

Как определить мощность и обороты двигателя?

Для определения реального показателя мощности, которую выдает двигатель, необходимо найти скорость валового вращения, измеряемую в числе оборотов за секунду, тяговое усилие двигателя. Частота вращения умножается последовательно на 6,28, показатель силы и радиус вала, который можно вычислить при помощи штангенциркуля.

Какое должно быть сопротивление обмоток асинхронного двигателя?

Исправный асинхронный двигатель должен иметь между одним крайним и средним выводом подключаемой обмотки сопротивление около 30 — 50 Ом, а между другим крайним и средним контактом — 15 — 20 Ом.

Как узнать на сколько киловатт электрический двигатель?

Запишите показания до включения мотора, дайте ему поработать ровно 10 минут (лучше воспользоваться секундомером). Снимите новые показания счетчика и путем вычитания узнайте разницу. Умножьте эту цифру на 6. Полученный результат отображает мощность двигателя в кВт.

Как определить мощность двигателя формула?

Мощность (N) определяют по формуле: N = A t . Единицей измерения мощности в системе СИ является Ватт (русское обозначение — Вт, международное — W). Для определения мощности двигателя автомобилей и других транспортных средств используют исторически более древнюю единицу измерения — лошадиная сила (л.

Как определить мощность 3 х фазного электродвигателя?

Мощность трехфазного тока равна тройной мощности одной фазы. При соединении в звезду PY=3·Uф·Iф·cosфи =3·Uф·I·cosфи. При соединении в треугольник P=3·Uф·Iф·cosфи=3·U·Iф·cosфи. На практике применяется формула, в которой ток и напряжение обозначают линейные величины и для соединения в звезду и в треугольник.

Как определить мощность двигателя без шильдика?

Если нет шильдика, косвенно мощность можно определить и по сопротивлению обмоток, заодно проверив их целостность. Для этого необходимо измерить сопротивления при помощи омметра и сравнить их с сопротивлением двигателей известных мощностей, либо обратиться к информации от производителей.

Какое должно быть сопротивление обмотки двигателя?

Расхождения показаний по обмоткам должны быть не более 10%. Логично, что сопротивления обмоток зависят от мощности электродвигателя. У маломощных двигателей (сотни ватт) сопротивление каждой обмотки может составлять десятки Ом, у двигателей средней мощности (несколько киловатт) – единицы Ом.

Какое должно быть сопротивление изоляции двигателя?

Сопротивление изоляции должно быть: в статоре не менее 0,5мОм; в фазном роторе не менее 0,2мОм; минимальное сопротивление изоляции термодатчиков не нормируется.

Как проверить обмотку электродвигателя тестером?

Схема его проверки выглядит следующим образом:

  1. Включите прибор на единицы Ом и измерьте попарно сопротивление ламелей коллектора.
  2. Затем измерьте сопротивление между корпусом якоря и коллектором.
  3. Проверьте обмотки статора.
  4. Измерьте сопротивление между корпусом и выводами статора.

Как определить скорость вращения асинхронного двигателя?

Таким образом становится ясно, что для определения синхронных оборотов асинхронного электродвигателя достаточно определить количество пар его полюсов, что легко сделать, сняв крышку и взглянув на статор. Общее число пазов статора разделите на число пазов, приходящихся на одну секцию обмотки одной из фаз.

Как определить лошадиные силы по объему?

Объем двигателя умножают на среднее давление и на количество оборотов в минуту, деленное на 120. Получаем результат в Квт и переводим в лошадиные силы.

Как определить мощность формула?

Мощность электрического тока можно вычислить и другим путем. Предположим, что нам известны сила тока в цепи и сопротивление цепи, а напряжение неизвестно.

Как определить мощность двигателя автомобиля?

Самый простой расчет мощности двигателя авто можно определить по зависимости крутящего момента и оборотов.

P = Mкр * n/9549 [кВт], где:

  1. Mкр – крутящий момент двигателя (Нм),
  2. n – обороты коленчатого вала (об./мин.),
  3. 9549 – коэффициент, дабы обороты подставлять именно в об/мин, а не косинусами альфа.

Как определить мощность двигателя в лошадиных силах?

Пересчёт в лошадиные силы осуществляется путём умножения мощности двигателя, выраженной в кВт, на множитель, равный 1,35962 (то есть используется переводной коэффициент 1 л. с. = (1 / 1,35962) кВт).

Как рассчитать необходимую мощность двигателя?

Для определения мощности двигателя в киловаттах, когда известен крутящий момент, можно по формуле такого вида: P = Mкр * n/9549, где: Mкр – крутящий момент (Нм), n – обороты коленвала (об./мин.), 9549 – коэффициент для перевода оборотов в об/мин.

Как прозвонить электродвигатель мультиметром

Асинхронный трехфазный двигатель

Асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором

— асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором. Три обмотки двигателя уложены в пазы статора;
— асинхронный однофазный двигатель с короткозамкнутым ротором. В основном его применение находит в бытовой электротехнике в пылесосах, стиральных машинах, вытяжках, вентиляторах, кондиционерах;
— коллекторные двигатели постоянного тока установлены в электрооборудовании автомобиля (вентиляторы, стеклоподъемники, насосы);
— коллекторный двигатель переменного тока находит применение в электрических инструментах. К таким инструментам относятся электродрели, болгарки, перфораторы, мясорубки;
— асинхронный двигатель с фазным ротором имеет довольно мощный пусковой момент. Поэтому такие двигатели устанавливаются в приводах подъемников, кранах, лифтах.

Измерение сопротивления изоляции обмоток

Для проверки двигателя на сопротивление изоляции, электрики используют мегомметр с испытательным напряжением 500 В или 1000 В. Этим прибором измеряют сопротивление изоляции обмоток двигателей рассчитанных на рабочее напряжение 220 В или 380 В.

Для электродвигателей с номинальным напряжением 12В, 24в используют тестер, так как изоляция этих обмоток не рассчитана на испытание под высоким напряжением 500 В мегомметра. Обычно в паспорте на электродвигатель указывается испытательное напряжение при измерении сопротивлений изоляции катушек.

Замыкание на корпус мегомметром

Сопротивление изоляции обычно проверяется мегомметром

Перед измерением сопротивления изоляции нужно ознакомиться со схемой подключения электродвигателя, так как некоторые соединения звездой обмоток бывают подключены средней точкой к корпусу двигателя. Если обмотки имеет одну или несколько точек соединений, “треугольник”, “звезда”, однофазный двигатель с пусковой и рабочей обмоткой, тогда изоляция проверяется между любой точкой соединения обмоток и корпусом.

Если сопротивление изоляции значительно меньше 20 Мом, обмотки разъединяют и проверяют каждую отдельно. Для целого двигателя сопротивление изоляции между катушками и металлическим корпусом должно быть не ниже 20 Мом. Если электродвигатель работал или хранился в сырых условиях, тогда сопротивление изоляции может быть ниже 20 Мом.

Тогда электродвигатель разбирают и просушивают несколько часов накальной лампой 60 Вт, помещенной в корпус статора. При измерении сопротивления изоляции мультиметром, выставляют предел измерений на максимальное сопротивление, на мегомы.

Как прозвонить электродвигатель на обрыв обмоток и межвитковое замыкание

Межвитковое замыкание в обмотках можно проверить мультиметром на омах. Если имеется три обмотки, тогда достаточно сравнить их сопротивление. Отличие в сопротивлении одной обмотки указывает на межвитковое замыкание. Межвитковое замыкание однофазных двигателей определить труднее, так как имеются только разные обмотки — это пусковая и рабочая обмотка, которая имеет меньшее сопротивление.

Сравнивать их нет возможности. Выявить межвитковое замыкание обмоток трехфазных и однофазных двигателей можно измерительными клещами, сравнивая токи обмоток с их паспортными данными. При межвитковом замыкании в обмотках, их номинальный ток возрастает, а величина пускового момента уменьшается, двигатель с трудом запускается или совсем не запускается, а только гудит.

Проверка электродвигателя

Проверка электродвигателя на обрыв и межвитковое замыкание обмоток

Измерять сопротивление обмоток мощных электродвигателей мультиметром не получится, потому что сечение проводов велико и сопротивление обмоток находится в пределах десятых долей ома. Определить разницу сопротивлений, при таких значениях мультиметром, не представляется возможным. В этом случае исправность электродвигателя лучше проверять токоизмерительными клещами.

Если нет возможности подключить электродвигатель к сети, сопротивление обмоток можно найти косвенным методом. Собирают последовательную цепь из аккумулятора на напряжение 12В с реостатом на 20 ом. С помощью мультиметра (амперметра) выставляют реостатом ток 0,5 — 1 А. Собранное приспособление подключают к проверяемой обмотке и замеряют падение напряжения.

Прозвонка электродвигателя на обрыв

Прозвонка электродвигателя на обрыв и сопротивление изоляции

Меньшее падение напряжения на катушке укажет на межвитковое замыкание. Если требуется знать сопротивление обмотки, его рассчитывают по формуле R = U/I. Неисправность электродвигателя можно также определить визуально, на разобранном статоре или по запаху горелой изоляции. Если визуально обнаружено место обрыва, его можно устранить, припаять перемычку, хорошо изолировать и уложить.

Замер сопротивлений обмоток трехфазных двигателей проводят без снятия перемычек на схемах соединений обмоток “звезда” и “треугольник”. Сопротивление катушек коллекторных электродвигаталей постоянного и переменного напряжения также проверяют мультиметром. А при большой их мощности проверка ведется с помощью приспособления аккумулятор — реостат, как указано выше.

Сопротивление обмоток этих двигателей проверяют отдельно на статоре и роторе. На роторе лучше проверять сопротивление непосредственно на щетках, прокручивая ротор. В этом случае можно определить неплотное прилегание щеток к ламелям ротора. Устраняют нагар и неровности на ламелях коллектора, их шлифовкой на токарном станке.

Вручную эту операцию сделать трудно, можно не устранить эту неисправность, а искрение щеток только увеличится. Пазы между ламелями также прочищают. В обмотках электродвигателей может быть установлен плавкий предохранитель, тепловое реле. При наличии теплового реле проверяют его контакты и при необходимости чистят их.

Для чего производится измерение сопротивления обмоток электродвигателя

измерение сопротивления обмоток электродвигателя

Электрический двигатель важная составляющая любого электрооборудования. Современные электродвигатели обладают высокой надежностью и большим запасом прочности, однако, нарушение условий хранения или эксплуатации трехфазных асинхронных двигателей может привести к выходу их из строя, кроме того неисправность электродвигателя может привести к возникновению аварийной ситуации.

Причиной необходимости тщательного исследования обмоток статоров могут служить:

  • ремонт электродвигателя;
  • длительное хранение, в том числе с нарушением условий;
  • длительный перегрев двигателя в процессе работы.

Как правило, контролировать приходится два параметра статорных обмоток в асинхронных электродвигателях, проводя:

  • замеры сопротивления изоляций;
  • измерения активного сопротивления обмоток.

Указанные параметры электродвигателя мультиметром измерить невозможно, поскольку он дает только приблизительные значения. Нормальное сопротивление изоляции измеряется мегаомами (от 1 МОм и выше), такое сопротивление проверяют мегаомметром, генерирующим высокое напряжение.

Еще больше сложностей возникает при измерении сопротивления обмоток, которые у трехфазных двигателей измеряются единицам Ом, а у двигателей большой мощности они меньше 1 Ома.

Особенности измерения сопротивления обмоток

Как правило, измеряют сопротивление каждой из обмоток в отдельности, для этого необходимо разъединись последние перед проведением измерений. Однако в трехфазных электродвигателях с тремя выводами обмотки соединены «звездой» или «треугольником» уже внутри двигателя. В таком случае измеряются электрические сопротивления попарно, а связаны величины фазных сопротивлений обмоток с измеренным ( Rизм следующим выражением:

  • для соединения «звездой» R1 = R2 = R3 = Rизм/2;
  • для «треугольника» R1 = R2 = R3 = 2Rизм/3.

В силу малых величин сопротивления обмоток и необходимости точных измерений, последние проводят следующими способами:

  • для величин сопротивления в несколько Ом подходит измерение цифровым омметром или измерительным мостом;
  • для сопротивления ниже одного Ома необходимо использовать двойной измерительный мост;
  • во всех случаях достаточно точный результат дает измерение на постоянном токе с помощью вольтметра и амперметра.
Читайте также  Регулировка оборотов двигателя ваз 2110 инжектор

Последняя схема универсальна. Измеряемая обмотка с параллельно включенным вольтметром включена в последовательную цепь с амперметром и реостатом. На вход схемы подается небольшое постоянное напряжения в несколько вольт, по показаниям приборов вычисляем сопротивление обмотки:

Для большей достоверности измерения производятся не менее 3 раз, при разных значениях тока (регулируется реостатом). Результатом будет среднеарифметическое значение всех измерений. При замере омметром следует выбирать минимальный предел измерения.

Для проверки сопротивления обмоток якоря электродвигателя коллекторного типа (постоянного или переменного тока) можно воспользоваться цифровым омметром. Сопротивление обмоток ротора измеряется через щетки или непосредственно на контактах коллектора, величина изменения сопротивления для разных обмоток не должна превышать 10 – 15%.

Все измерения производятся только на холодном электродвигателе, температура измеряемых обмоток и окружающей среды не должна отличаться более чем ±3°C, оптимальный вариант 20°C. Соответствие значений сопротивлений друг другу и заводским паспортным данным указывает на исправность электродвигателя.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector