Измерение сопротивления двигателя — Блог Режимщика

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.

P.S.

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.

Купон на 15% скидку на радиоуправляемые игрушки на Алиэкспресс.

Сопротивление рабочей и пусковой обмотки однофазного двигателя

Содержание

• 1 Сопротивление обмоток. Начнем с основ
  • 1.1 Электросопротивление, понятие проводимости
  • 1.2 Что влияет на величину сопротивления, которое выдает проводник: коротко о материале, размерах и температуре
• 2 Измерение сопротивления обмотки электроприводов
  • 2.1 Зачем проверять сопротивление обмоток в электроприводе
  • 2.2 Приборы, которыми измеряют сопротивление
• 3 Работа и устройство однофазного асинхронного двигателя
  • 3.1 Как происходит запуск
  • 3.2 По какому принципу работает
  • 3.3 Механизм работы
    • 3.3.1 Проверка конденсатора мультиметром
  • 3.4 Схема для подключения
• 4 Как определить рабочую и пусковую обмотки, измерив сопротивление их выводов
• 5 Подведем итог

Однофазные двигатели стали популярными из-за низкой стоимости и простых правил эксплуатации. Но они все же требуют к себе немного внимания, например, периодического измерения сопротивления обмоток. К тому же, такая процедура поможет отличить пусковую обмотку от рабочей, если шильдика нет.

Рабочая и пусковая обмотки в однофазном двигателе

Прежде чем говорить о сопротивлении обмоток статора в однофазном двигателе, нужно иметь понятие о сопротивлении в общем.

Электросопротивление, понятие проводимости

Все тела, пропускающие через себя электроток, могут оказывать этому току некое сопротивление. Свойственное проводникам препятствование тому, чтобы через них проходил ток, и получил название электросопротивления.

Сопротивление металла электричеству объясняется электронной теорией. Двигаясь по проводнику, электроны постоянно встречаются с атомами и остальными электронами. Их взаимодействие между собой приводит к потере некоторого количества энергии со стороны электронов. Они буквально сопротивляются своему движению. Величина сопротивления разных проводников будет разной. Все зависит от их атомного строения.

Таким же образом можно объяснить и сопротивление электрическому току, которое оказывают жидкости и газы. Разница лишь в том, что таких материалах и веществах его оказывают не электроны, а частицы молекул, имеющие определенный заряд.

В вычислениях сопротивление принято обозначать с помощью букв R (r).

Единицей измерения электросопротивления в Международной системе единиц является Ом.

Ом – это сопротивление столба из ртути длиной 106, 3 см и сечением 1 мм2 (при условии, что температура составляет 0° С).

Допустим, сопротивление, оказываемое проводником, равна 4 Ом. Записать это нужно следующим образом: R = 4 Ом; r = 4 Ом.

Чтобы измерять большие электросопротивления, существует официальная единица мегаом. 1 мегаом = 1000 000 Ом.

Чем больше величина электросопротивления конкретного проводника, тем хуже через него проходит электроток. Это правило действует и в обратную сторону. Чем меньше проводник «сопротивляется», тем легче току через него проходить.

Измерение проводимости раствора

Из этого можно сделать логичный вывод: со стороны возможности тока проходить через материал, рассматривают две взаимосвязанные величины: электросопротивление и электропроводность.

Электропроводность говорит о способности вещества или материала к пропусканию тока через себя.

Электропроводность – это обратное значение электросопротивления. Следовательно, выразить ее можно как 1/R. Обозначают ее, как правило, с помощью буквы g.

Что влияет на величину сопротивления, которое выдает проводник: коротко о материале, размерах и температуре

Как мы уже выяснили, величина сопротивления того или иного проводника по большей части зависит от того, из какого материала он сделан. Чтобы охарактеризовать электрическое сопротивление разных веществ, ученые ввели в оборот понятие удельного сопротивления.

Удельное сопротивление – электросопротивление, оказываемое проводником, длина которого 1 м, а площадь поперечного сечения = 1 мм2. Обозначают величину с помощью греческой буквы р. Все материалы, из которых делают проводники, имеют свое удельное сопротивление.

Длина электропроводника имеет непосредственное влияние на его результат его электросопротивления. Высокое сопротивление – высокий показатель. И наоборот.

Обратную пропорциональность сопротивление имеет с площадью поперечного сечения проводника. Толстый проводник будет обладать более низким сопротивлением, чем тонкий, сделанный из того же материала.

Для лучшего понимания данной зависимости можно представить две пары сосудов, которые сообщены между собой. Только вот одна пара имеет тонкую соединяющую их трубку, а другая – толстую. Если обе системы будут заполняться водой, при каких условиях она быстрее перейдет во второй сосуд? Верно, в тех, где трубка толще. Ведь объемная трубка не так сопротивляется воде, как узкая. 

По такому же принципу электрический ток легче и быстрее проходит через толстый проводник, ведь он окажет меньшее сопротивление.

Как посчитать сопротивление конкретного проводника? Для этого вам нужно узнать его удельное сопротивление (р), его точную длину в метрах (l) и площадь поперечного сечения (S). Получим:

R = p l / S.

Если ваш проводник имеет круглую форму, площадь его поперечного сечения считают с помощью числа Пи (оно равно 3,14) и диаметра самого проводника (d):

S = Пи х d2 / 4

Длину проводника можно определить, используя площадь поперечного сечения, сопротивление и удельное сопротивление:

l = S R / p.

С помощью данной формулы можно узнать все основные характеристики любого проводника. Для этого нужно, чтобы все остальные величины из формулы были известны.

Если нужно найти площадь сечения, формула выглядит так:

S = p l / R

А вот есть неизвестным параметром является удельное сопротивление, то искать его нужно следующим образом:

р = R S / l

Последняя формула будет полезна в том случае, если вы знаете остальные ее величины: сопротивление и длину проводника, а вот материал нужно найти, ведь определить невооруженным глазом его иногда очень сложно. Полученный результат нужно найти в специальной таблице, которая содержит данные об удельном сопротивлении всех проводников.

Последнее, но не менее важное условие измерения электрического сопротивления – температура воздуха окружающей среды.

Ученые давно выяснили, что повышение температуры воздуха, при котором измеряется сопротивление проводника, связано с повышением его сопротивления. Естественно, с понижением температуры, снижается и величина сопротивления. От материала проводника это явление почти не зависит: при изменении температуры на 1°C, сопротивление изменяется на 0,4%. Значение усредненное и верное только для тех проводников, которые сделаны из чистого металла. 

Нужно отметить, что для жидкостей и угля такое правило не работает, зависимость тут обратная: увеличение сопротивления происходит с уменьшением температуры воздуха вокруг.

Электронная теория имеет объяснение и такому явлению. Звучит оно следующим образом: нагреваясь, проводник получает такую тепловую энергию, которая, в конце-концов, поступает ко всем атомам вещества. Результат этого нагревания – более интенсивное движение этих самых атомов. Возрастание движения атомов, в свою очередь, становится причиной большего сопротивления направленному движению свободных электронов. Вместе с этим растет и показатель сопротивления проводника в целом. А вот при понижении температуры условия движения свободных электронов улучшаются, а значит, падает и величина сопротивления. 

Сверхпроводимость

Этим можно объяснить еще более интересную возможность проводников – сверхпроводимость.

Сверхпроводимости материалов (т. е. сопротивление которых равно нулю) можно добиться при снижении температуры до абсолютного нуля (нуль по Кельвину) – -273° C. При такой температуре все застывает, в том числе и атомы проводников. Это значит, что препятствовать движению электротока ничего не сможет.

Электрические двигатели, производимые сегодня, отличаются своей высокой надежностью. Они могут работать десятилетиями, если их грамотно и вовремя обслуживать. В понятие обслуживания однофазного двигателя входит смазка подшипников, их своевременная замена, а также контроль за состоянием обеих обмоток статора.

Зачем проверять сопротивление обмоток в электроприводе

Измерять сопротивление обмоток необходимо, даже если двигатель долгое время стоял без дела. Любые изменения в температурном режиме или влажности помещения могут оказывать влияние на изменчивые свойства машины. Сопротивление может снизиться под влиянием влаги, так что перед подключением мотора к сети обязательно нужна проверка сопротивления обмотки.

Существуют правила технической эксплуатации электрических установок потребителей, которые требуют проведения замеров сопротивления перед включением прибора после ремонта (текущего или капитального), а еще во время плановых испытаний. Они должны проводиться каждые три года. 

Сопротивление после любого из ремонтов также помогает понять, насколько качественно была выполнена работа.

Приборы, которыми измеряют сопротивление

Для начала скажем о том, что измерение величины сопротивления всех обмоток проводят относительно корпуса и между самими обмотками. 

Механический мегаомметр

Чтобы измерить сопротивление обмоток в статоре однофазного двигателя относительно корпуса используют мегаомметр. Этот прибор позволяет получить наиболее точные результаты, он удобен и компактен. Состоит мегаомметр из собственно омметра и генератора постоянного электротока (он магнитоэлектрический). 

Чтобы проверить сопротивление между обмотками, достаточно использовать мультиметр. Вот алгоритм проверки:

1. Сначала проверьте, нет ли замыкания на корпус. Помните, что значения на мультиметре всегда приблизительные.
2. Переведите мультиметр в режим омметра, установите максимальные значения измерений.
3. Один щуп присоедините к корпусу двигателя. Если контакт есть, то можно присоединять и второй. Следите за показаниями.
4. Если не заметили сбоев, коснитесь одним из щупов вывода фаз.
5. Если изоляция качественная, вы увидите очень высокий показатель на экране. Значение сопротивления может доходить до тысяч мегаом.

Если сопротивление обмоток измеряется в электродвигателе, номинально напряжение которого равно 3000 В (или меньше), нужно использовать мегаомметр, напряжение которого 1000 В. А если номинальное напряжение машины больше 3000 В, то понадобиться тестер, способный выдерживать напряжение 2500 В. 

Фазосдвигающий элемент однофазного асинхронного двигателя нужно обязательно отключить от обмотки перед началом их обследования.

Двигатель имеет две фазы, однако работает лишь одна из них. Поэтому его и называют однофазным. Как и любая другая подобная машина, однофазный движок состоит из двух основных частей: статора (статичен) и ротора (подвижен). Их основа – электротехническая сталь. Это асинхронная машина, в которой неподвижная основная обмотка лишь одна (работающая или главная). Она и подключена к источнику переменного тока. Важнейшее преимущество такого электродвигателя – простота строения: ротор представляет замкнутая обмотка по типу беличья клетка. Главный минус – низкое значение пускового момента и коэффициента полезного действия (КПД).

Вращающееся магнитное поле

А вот главным минусом однофазного тока является тот факт, что он не может генерировать вращающееся магнитное поле. Поэтому однофазный двигатель никогда не начнет работу самостоятельно, даже если включить его в сеть.

Для возникновения магнитного поля, которое сможет запустить ротор в работу, статор однофазного двигателя должен быть оборудован двумя обмотками. А еще она должна быть перпендикулярно смещена рабочей фазе.

Чтобы осуществить такой сдвиг важно использовать фазосдвигающие элементы. Ими могут послужить резистор или катушка индукции, но наилучшие показатели двигатель будет выдавать, если в цепь включен конденсатор.

Есть, так называемые, конденсаторные электродвигатели. В них работают обе катушки на протяжении всей работы мотора. Пусковая (вспомогательная) обмотка в них подключена через конденсатор. Их называть однофазными не совсем корректно.

Как происходит запуск

В обмотке подвижной части двигателя индукционный ток может возникать только в том случае, когда силовые линии поля пересекают витки. А для этого скорость вращения поля должна быть немного меньше скорости вращения витков.

Это и стало причиной, по которой двигатель назвали асинхронным.

С увеличением нагрузки на мотор, снижается скорость вращения и повышается его механическая мощность.

По какому принципу работает

1. Ток порождает импульсное магнитное поле в статичной части двигателя. Магнитное поле можно рассматривать как два отдельный с одинаковыми амплитудами и частотами.
2. Если ротор неподвижен, появляющиеся из-за действия поля моменты равных нулю, хоть и разнонаправленны.
3. Если ротор начал движение, соответствующий момент начнет преобладать. Это не даст элементу двигаться в другую сторону.
4. Если необходимые механизмы для запуска ротора отсутствуют, запуститься он не сможет, что приводит к возникновению нулевых моментов.

Пуск выполняет магнитное поле, сформированное благодаря присутствию в статоре двух обмоток: рабочей и пусковой. Объем пусковой меньше, чем рабочей. Дополнительная обмотка подключена к сети, как правило, через емкость. Включается она только на момент запуска двигателя. Если мотор обладает небольшой мощностью, пусковая фаза в нем наверняка замкнута накоротко. 

Пусковой нажим

Запускает мотор кнопка, которую нужно удерживать 2-3 секунды. В это время двигатель разгоняется до своей нормальной скорости. Когда клавиша отпускается, отключается пусковая обмотка. Двигатель переходит в однофазный режим работы.

Если нажать пусковую кнопку больше, чем на три секунды, изоляция обмотки может перегреться или даже загореться. Это, конечно, приведет к поломке агрегата, а пожар может нести угрозу здоровью и жизни людей. Более продолжительное время пребывания под нагрузкой может послужить причиной к перегреву, возгоранию изоляции и неисправности приспособления. 

Для увеличения надежности машины в ее корпус монтируют центробежный выключатель и тепловое реле. Первый механизм нужен для автоматического отключения пусковой обмотки, когда ротор наберет нужную скорость. Второй механизм служит для отключения перегревшихся обмоток.

Механизм работы

Чтобы устройство нормально работало, его необходимо подключить к однофазной сети с напряжением в 220В. То есть, розетки в любой квартире будет достаточно. Поэтому он и получил такое распространение. Однофазный двигатель стоит буквально во всех наших бытовых электроприборах.

Все электродвигатели такого типа можно поделить на еще два подтипа:

1. В первом случае вспомогательная обмотка работает через пусковой конденсатор только в момент запуска привода. Когда агрегат набирает нужную скорость вращения, она выключается.
2. Второй подвид машин содержит рабочий конденсатор, об этом упоминалось выше. В этой ситуации пусковая обмотка продолжает работу вместе с запустившимся двигателем.

Конденсатор тоже требует проверки сопротивления. Осуществить процедуру можно мультиметром.

Проверка конденсатора мультиметром

Электронный мегаомметр

Понятное дело, что при проверке сопротивления омметру нет равных. Он дает наиболее точные результаты измерения. Это позволяет оценивать целостность диэлектрика. Ведь работоспособность машины зависит от него не меньше, чем от исправности обмоток.

Если вы занимаетесь проверкой дома, точные значения вам ни к чему. Тут главное найти (или не найти) поломку. Мультиметр с этим справляется отлично.

Замеры проводят так:

• мультиметр включают в режим омметра;
• выставляют максимальное значение – бесконечное;
• измеряют величину сопротивления емкости на выводах.

Работа мультиметра в режиме омметра

Возможны следующие результаты:

1. Сопротивление меньше бесконечности. Прибор неисправен. Возможно вытек электролит или сломан диэлектрик.
2. Сначала заметно небольшое отклонение стрелки, но она вернулась на место. Конденсатор функционирует исправно.
3. Стрелка тестера зафиксировалась на одном из значений. Это также говорит о наличии поломки в приборе.

Любой привод можно снять с одного электромотора и подключить к другому. Как пример, двигатель с холодильника (если он исправен) будет отлично функционировать в газонокосилке.

Схема для подключения

Всего существует три схемы, по которым можно подключить однофазный асинхронный двигатель с конденсатором:

1. Пусковая обмотка работает через конденсатор, но выключается, когда ротор набирает нормальную скорость.
2. Вспомогательная обмотка работает вначале, но подключается через сопротивление.
3. Вспомогательная обмотка работает через конденсатор на протяжении всей работы электродвигателя.

Чтобы измерить величину сопротивления обмоток в однофазном двигателе вам нужен мультиметр, включенный в режиме измерения Ом (омметра).

Провода, выглядывающие из электропривода (любую пару) соединяем с щупами на мультиметре, меряем значение.

Если видите на экране цифру один, повторите измерение с любым другим концом.

Запишите величину сопротивления, которое показала выбранная вами пара. Затем щупы мультиметра (все еще в режиме омметра) цепляйте к двум другим выводам, то есть ко второй паре проводов, произведите замер.

Полученные данные тоже обязательно запишите и сравните с первым результатом.

Сопротивление исправной рабочей обмотки всегда будет показывать меньшее значение, чем у вспомогательной. Допустим, вторая пара проводов, показала сопротивление больше. Тогда можно смело утверждать, что первая пара проводов говорит о принадлежности к рабочей обмотке, а вторая, соответственно, к пусковой. И наоборот.

Обозначьте обе обмотки, чтобы впоследствии, когда снова нужен будет ремонт или обычная проверка, не пришлось проделывать все это снова. 

Маркировать концы проводов (выводы) можно по современным стандартам:

• знаками U1-U2 помечают главную обмотку;
• знаками B1-B2 помечают вспомогательную обмотку.

Такие обозначения ставятся в тех случаях, когда из двигателя видно четыре вывода, как в вышеописанной ситуации. Однако, на вашем пути может встретиться двигатель, с тремя выводами. Что вы должны делать в такой ситуации?

Итак, замеры каждого из вывода будут приблизительно такими: 10 Ом, 25 Ом и 15 Ом. После того как завершите эти измерения найдите тот вывод, который с двумя другими выводами покажет 10 и 15 Ом. Это провод от рабочей обмотки. Вывод, показывающий сопротивление 10 Ом тоже главный, а тот, что дал результат 15 Ом – пусковой. Он должен быть соединен со вторым главным с помощью конденсатора.

Иногда первоначальные измерения могут показать 10 Ом, 10 Ом и 20 Ом. Это норма, такие обмотки тоже существуют, их тоже ставят на самые разные бытовые электроприборы. Особенность такого двигателя заключается в том, что какая конкретно обмотка будет выполнять роль вспомогательной, а какая главной абсолютно не важно. Просто одну из них (с ролью вспомогательной) подключают через конденсатор.

Сопротивление обмоток – важнейший фактор в работе с электродвигателями. Его своевременное измерение (трижды в год и сразу после ремонта), наряду с остальным техобслуживанием, помогает продолжить работу асинхронной однофазной машины.  

С помощью мультиметра, работающего в режиме измерения Ом, можно быстро определить, какая обмотка рабочая, а какая пусковая. 

Сопротивление также помогает проверить работоспособность и конденсатора, и обмоток.

Процедура измерения сопротивления обмотки двигателя

Метод измерения

При проверке сопротивления обмотки двигателя используется «четырехпроводной» (Кельвин) метод измерения. Он обеспечивает наилучшие возможные результаты измерений, поскольку гарантирует, что сопротивление соединительных кабелей не будет включено в измерение.

Испытательный ток пропускают через обмотки с помощью сильноточных кабелей. Падение напряжения на обмотках измеряется с помощью измерительных кабелей.

Размещение кабелей очень важно. Кабели тока всегда должны располагаться вне сенсорных кабелей. Таким образом, сопротивление как кабелей, так и зажимов почти полностью исключается из измерения сопротивления (рис. 1). Сопротивление рассчитывается по закону Ома и равно падению напряжения, деленному на испытательный ток:

Р = У/И

Рисунок 1 – Подключение РМО-М к объекту испытаний

Проверка сопротивления обмотки двигателя

Значение испытательного тока следует выбирать в соответствии с номинальным током обмотки. Информация о номинальном токе обмотки указана на паспортной табличке объекта испытаний. Испытательный ток не должен превышать 10 % номинального тока обмотки. Из-за нагрева кабеля более высокие значения испытательного тока значительно увеличивают сопротивление обмотки.

Сопротивление обмотки трехфазных двигателей переменного тока измеряется между их клеммами (все три комбинации).

Рисунок 2 – Измерение сопротивления обмотки статора двигателя переменного тока
Рисунок 3 – Схема подключения для измерения сопротивления обмотки статора асинхронного двигателя

Сопротивление обмотки ротора с контактными кольцами измеряется непосредственно на контактных кольцах (нелинейное переходное сопротивление щеток не включено в измеренное сопротивление обмотки).

Рисунок 4 – Измерение сопротивления обмотки ротора с контактными кольцами
Рисунок 5 – Меню результатов РМО-М

Разрядка двигателя после проверки сопротивления обмотки

Имейте в виду, что энергия все еще остается в магнитной цепи. После завершения измерения прибор РМО-М автоматически начнет текущий процесс разрядки. Во время текущей разрядки на дисплее устройства отображается сообщение «РАЗРЯДКА».

Рисунок 6 – Сообщение о выгрузке

Ни в коем случае нельзя отсоединять провода во время тестирования. Оператор всегда должен дождаться окончания сигнала разрядки и звукового сигнала зуммера. Это указывает на то, что тестируемый двигатель был правильно разряжен.

Процессы подачи тока и разряда энергии регулируются полностью автоматически. Цепь безопасного разряда, оснащенная индикатором, быстро рассеивает накопленную магнитную энергию после завершения испытания.

ВНИМАНИЕ : Тестовые провода не следует отсоединять до тех пор, пока с дисплея не исчезнет сообщение «Разрядка» и не погаснет светодиод разрядки.

После завершения всех тестов тестовые выводы отсоединяются в следующем порядке:

1. щупы отсоединяются от объекта испытаний
2. щупы отсоединяются от прибора.

Кабель подачи сетевого напряжения отсоединяется сначала от источника питания, а затем от прибора. Наконец, кабель заземления (PE) отсоединяется от прибора.

РМО50М и РМО100М

ДВ Омметры силовые обмоточные РМО50М и РМО100М предназначены для измерения сопротивлений индуктивных объектов контроля, применяемых в электроэнергетике и других отраслях промышленности.

Испытательный ток RMO50M находится в диапазоне от 5 мА до 50 А постоянного тока. Диапазон измерения составляет от 0,1 мкОм до 1000 Ом. Обмоточный омметр РМО100М имеет возможность контроля при более высоких значениях испытательного тока. Испытательный ток RMO100M находится в диапазоне от 5 мА до 100 А постоянного тока, а диапазон измерения составляет от 1 мкОм до 1000 Ом.

Максимальное входное напряжение в канале измерения напряжения составляет 5 В для всех значений тестового тока. Имея это в виду, оператор должен выбирать испытательный ток таким образом, чтобы для ожидаемого сопротивления это значение напряжения не превышалось. Например, если предполагаемое измерительное сопротивление будет около 100 мОм, значение испытательного тока должно быть ниже 50 А, потому что:

U = I ∙ R

5 В = 50 А ∙ 100 мОм

В противном случае на устройстве отображается сообщение об ошибке «Изменить ток». Это указывает на слишком высокое тестовое напряжение. В этом случае следует уменьшить испытательный ток и повторить испытание.

Это сообщение также отображается, если индуктивность тестируемого объекта слишком высока. Опять же, испытательный ток следует уменьшить и повторить испытание.

Чтобы загрузить эту статью в формате .pdf, войдите в систему и перейдите по следующей ссылке.

1 апреля 2020 г.

Как рассчитать ток двигателя с сопротивлением обмотки

Обновлено 3 ноября 2020 г. напряжение (В) и сопротивление провода (R). Это соотношение не изменится, если проволока намотана на сердечник, образуя ротор электродвигателя. В математической форме закон Ома равен

V=IR

или, если поставить ток и сопротивление по разные стороны от знака равенства:

I=\frac{V}{R}

Сопротивление провода зависит от его диаметра, длины, проводимости и температуры окружающей среды. Медная проволока используется в большинстве двигателей, и медь имеет одну из самых высоких электропроводностей среди всех металлов.

TL;DR (слишком длинно, не читал)

Закон Ома говорит вам, что ток через провод — даже если он длинный, намотанный на соленоид двигателя — равен напряжению, деленному на сопротивление. Вы можете определить сопротивление катушки двигателя, если знаете сечение провода, радиус соленоида и количество витков.

Сопротивление провода

Закон Ома говорит вам, что вы можете рассчитать ток через обмотку двигателя, если знаете напряжение и сопротивление провода. Напряжение легко определить. Вы можете подключить вольтметр к клеммам источника питания и измерить его. Определение другой переменной, сопротивления провода, не так просто, потому что оно зависит от четырех переменных.

Сопротивление провода обратно пропорционально диаметру провода и проводимости, а это означает, что оно тем больше, чем меньше эти параметры. С другой стороны, сопротивление прямо пропорционально длине провода и температуре — оно увеличивается с увеличением этих параметров. Что еще более усложняет ситуацию, так это то, что сама проводимость изменяется с температурой. Однако, если вы проводите измерения при определенной температуре, например при комнатной температуре, и температура, и проводимость становятся постоянными, и вам нужно учитывать только длину провода и его диаметр для расчета сопротивления провода. Сопротивление (R) становится равным константе (k), умноженной на отношение длины провода (l) к диаметру (d):

R=k\frac{l}{d}

Длина провода и сечение провода

Для расчета сопротивления необходимо знать как длину провода, обернутого вокруг соленоида двигателя, так и его диаметр. Однако, если вы знаете калибр проволоки, вы знаете и диаметр, потому что вы можете найти его в таблице. Некоторые таблицы помогают еще больше, указывая сопротивление на стандартную длину для проводов всех калибров. Например, диаметр провода 16-го калибра составляет 1,29 мм или 0,051 дюйма, а сопротивление на 1000 футов составляет 4,02 Ом.

В конце концов, все, что вам действительно нужно измерить, это длину провода, если вы знаете сечение провода. В соленоиде двигателя провод несколько раз обмотан вокруг сердечника, поэтому для расчета его длины вам нужны две части информации: радиус сердечника (r) и количество витков (n). Длина одной обмотки равна длине окружности сердечника — 2πr, поэтому общая длина провода равна 2πrn.