Как определить начало и конец обмотки электродвигателя: методы и особенности

Как найти выводы обмоток трехфазного электродвигателя. Какие методы используются для определения начала и конца обмоток. Какие приборы и инструменты понадобятся для проверки. На что обратить внимание при маркировке выводов обмоток двигателя.

Общие принципы определения выводов обмоток электродвигателя

Определение начала и конца обмоток электродвигателя — важный этап при его подключении или ремонте. Неправильное соединение обмоток может привести к некорректной работе или даже выходу двигателя из строя. Рассмотрим основные методы и принципы, позволяющие безошибочно определить выводы обмоток:

• Визуальный осмотр и поиск маркировки на выводах
• Измерение сопротивления обмоток с помощью мультиметра
• Подача низкого напряжения на обмотки и измерение наведенной ЭДС
• Метод «развернутого треугольника»
• Использование батарейки или аккумулятора

Выбор конкретного метода зависит от типа двигателя, имеющихся инструментов и опыта специалиста. Рассмотрим каждый метод подробнее.

Метод определения обмоток с помощью мультиметра

Это один из самых простых и распространенных способов найти выводы обмоток трехфазного двигателя. Для его реализации потребуется только мультиметр. Алгоритм действий следующий:

1. Переключаем мультиметр в режим измерения сопротивления (Ом).
2. Поочередно измеряем сопротивление между всеми выводами двигателя.
3. Находим три пары выводов с одинаковым сопротивлением — это и будут три обмотки.
4. Маркируем найденные пары выводов (например, U1-U2, V1-V2, W1-W2).

При этом методе начало и конец обмоток определяются произвольно. Для правильного соединения потребуется дополнительная проверка.

Определение обмоток методом трансформации

Более точный способ, позволяющий однозначно определить начало и конец каждой обмотки. Для его реализации потребуются:

• Мультиметр
• Источник низкого напряжения переменного тока (12-24В)
• Соединительные провода

Порядок действий:

1. Находим обмотки мультиметром, как описано выше.
2. Подаем низкое напряжение на одну из обмоток.
3. Измеряем наведенную ЭДС на двух других обмотках.
4. Обмотка с большей наведенной ЭДС включена согласно с питаемой, с меньшей — встречно.
5. Меняя полярность подключения, добиваемся согласного включения всех обмоток.
6. Маркируем выводы в соответствии с полученными результатами.

Этот метод позволяет однозначно определить начало и конец каждой обмотки трехфазного двигателя.

Метод «развернутого треугольника»

Простой способ проверки правильности определения выводов обмоток. Подходит для двигателей, обмотки которых соединяются треугольником. Алгоритм следующий:

1. Соединяем все три обмотки последовательно в виде развернутого треугольника.
2. Подаем низкое напряжение на крайние выводы.
3. Измеряем напряжение на каждой обмотке.
4. При правильном соединении напряжения на всех обмотках должны быть одинаковыми.
5. Если на одной из обмоток напряжение отличается, меняем ее выводы местами.

Этот метод позволяет быстро проверить правильность маркировки выводов и при необходимости скорректировать ее.

Особенности определения обмоток однофазных двигателей

У однофазных двигателей обычно имеется рабочая и пусковая обмотки. Их можно различить следующим образом:

• Рабочая обмотка имеет меньшее сопротивление
• Провода рабочей обмотки обычно толще
• Пусковая обмотка может быть подключена через конденсатор

Для точного определения измеряют сопротивление обмоток мультиметром. Обмотка с меньшим сопротивлением — рабочая, с большим — пусковая.

Проверка правильности определения обмоток

После маркировки выводов обмоток рекомендуется выполнить проверку правильности их определения. Для этого можно:

1. Собрать схему включения двигателя (звезда или треугольник).
2. Кратковременно подать номинальное напряжение.
3. Убедиться, что двигатель вращается равномерно, без рывков и повышенного шума.
4. Измерить токи в фазах — они должны быть примерно одинаковыми.

Если двигатель работает некорректно, следует перепроверить маркировку выводов и при необходимости изменить соединение обмоток.

Техника безопасности при работе с электродвигателями

При определении выводов обмоток и проверке работы двигателя необходимо соблюдать правила электробезопасности:

• Отключить двигатель от сети перед началом работ
• Использовать инструменты с изолированными ручками
• При измерениях под напряжением применять средства защиты
• Не касаться токоведущих частей при подаче напряжения
• Заземлить корпус двигателя перед пробным пуском

Строгое соблюдение техники безопасности позволит избежать поражения электрическим током при работе с электродвигателями.

Маркировка выводов обмоток двигателя

После определения начала и конца обмоток важно правильно промаркировать выводы. Существуют стандартные обозначения:

• U1-U2, V1-V2, W1-W2 — для трехфазных двигателей
• С1-С2, С3-С4 — для однофазных двигателей

Маркировку наносят на изоляцию проводов несмываемым маркером или с помощью бирок. Это позволит в дальнейшем быстро и правильно подключать двигатель.

Заключение

Правильное определение начала и конца обмоток электродвигателя — важный этап при его подключении и эксплуатации. Существует несколько методов, позволяющих безошибочно найти и промаркировать выводы обмоток. Выбор конкретного способа зависит от типа двигателя и имеющихся инструментов. При работе необходимо соблюдать технику безопасности и выполнять проверку правильности определения обмоток перед пуском двигателя в эксплуатацию.

Определение начала и конца обмоток электродвигателя

Здравствуйте, дорогие посетители и постоянные читатели сайта «Заметки электрика».

Продолжаю серию статей из раздела «Электродвигатели». В прошлых статьях я рассказывал Вам про устройство асинхронного двигателя, соединение в звезду и треугольник его обмоток, провел эксперимент подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть.

Бывают ситуации, когда Вы подходите к двигателю с целью подключить его в сеть, а в клеммной колодке находятся 6 проводов, совершенно без бирочек и маркировки.

Что делать в такой ситуации? 

Делается это не очень трудно. В качестве примера я покажу Вам наглядно как определить начало и конец обмоток электродвигателя АИР71А4.

 

 Шаг 1

Самым первым шагом в определении начала и конца обмоток асинхронного двигателя является написание бирочек (кембриков). Для этого воспользуемся трубкой ПВХ диаметром 5 (мм) и маркером.

Нарезаем из трубки ПВХ шесть отрезков одинаковой длины и подписываем их маркером.

Про маркировку обмоток трехфазного асинхронного двигателя я Вам рассказывал в статье про соединение звездой и треугольником. Кто забыл, то переходите по ссылке и читайте.

Вот что получилось.

 Шаг 2

Вы уже знаете, что обмотка статора асинхронного двигателя состоит из 3 обмоток, сдвинутых относительно друг друга на 120 электрических градуса. Так вот вторым шагом в определении начала и конца обмоток асинхронного двигателя  является определение принадлежности всех шести выводов к соответствующим обмоткам.

Как это делается?

Можно воспользоваться обычным омметром, но я предпочитаю использовать цифровой мультиметр. Кстати, скоро в свет выйдет интересная и подробная статья о том, как пользоваться мультиметром при проведении различных видов электрических измерений.

Чтобы не пропустить выход новых статей на сайте, Вам необходимо подписаться на получение новостей в конце статьи или в правой колонке сайта.

Итак, с помощью мультиметра определяем первую обмотку. Переключатель режима работы  мультиметра ставим в положение 200 (Ом).

Одним щупом встаем на любой из шести проводников. Вторым ищем его конец. Как только попадаем на искомый проводник, показания мультиметра покажут нам значение отличное от нуля. В моем примере это 14,7 (Ом).

Это и есть первая обмотка статора нашего электродвигателя. Одеваем на нее бирки U1 и U2 в произвольном порядке.

Аналогично продолжаем искать остальные две обмотки.

На найденные обмотки одеваем бирочки (кембрики), соответственно, V1, V2 и W1, W2.

В итоге получаем шесть проводов с надетыми на них бирочками (кембриками) в произвольной форме.

Шаг 3

Чтобы перейти к третьему шагу определения начала и концов обмоток трехфазного электродвигателя необходимо вкратце вспомнить теорию электротехники.

Кстати, кое-что Вы уже можете почитать в разделе «Электротехника». Правда этот раздел еще не наполнен статьями, все руки до него не доходят. Также можете почитать мой отзыв про курс электротехники от Михаила Ванюшина. Я его приобрел в свой архив и совсем не пожалел.

Итак, две обмотки, находящиеся на одном сердечнике, можно подключить либо согласовано, либо встречно.

При согласованном включении двух обмоток возникнет электродвижущая сила ЭДС, состоящая из суммы ЭДС первой и второй обмоток. Таким образом, в этих обмотках возникает процесс электромагнитной индукции, который наводит в рядом расположенной обмотке ЭДС, т.е. напряжение.

Если же две обмотки подключить встречно, то сумма ЭДС этих двух обмоток будет равна нулю, т.к. ЭДС каждой обмотки будут направлены друг на друга, и тем самым компенсируют друг друга. Поэтому в рядом расположенной обмотке ЭДС не наведется или наведется, но очень малой величины.

Перейдем к практике.

Берем первую катушку (U1и U2) и соединяем ее со второй (V1 и V2) следующим образом. Напоминаю, что эти обозначения у нас условные.

Эта же схема на моем примере.

На вывод U1 и V2 подаем переменное напряжение порядка 100 (В). Можно подать напряжение и 220 (В), но я ограничился 100 (В).

После этого с помощью вольтметра или мультиметра производим измерение переменного напряжения на выводах W1 и W2.

Если мультиметр покажет некоторое значение напряжения, то первая и вторая обмотки включены согласовано. Если напряжение на выводах будет равняться нулю или иметь совсем маленькое значение, то значит обмотки включены встречно.

Смотрим, что получилось в нашем случае.

Замеряю напряжения на выводах W1 и W2. Получаю значение около 0,15 (В). Это очень маленькое значение, поэтому я делаю вывод, что обмотки я подключил встречно. Поэтому на второй обмотке я меняю местами бирочки V1 и V2 и снова провожу измерение.

После замены на выводах W1 и W2 я измерил напряжение порядка 6,8 (В). Это уже что-то похожее на правду.

Делаю вывод, что первая (U1 и U2) и вторая (V1 и V2) обмотки подключены согласовано, а значит, данная маркировка их начал и концов верна.

Осталось дело за малым – это найти начало и конец у третьей обмотки (W1 и W2). Все делаем аналогично, только подключаем их согласно схемы, приведенной ниже.

Измерение переменного напряжения проводим на выводах V1 и V2.

Получилось напряжение 6,8 (В). Значит маркировка начала и конца третьей обмотки верна.

 

 Шаг 4

После определения начала и конца обмоток трехфазного асинхронного двигателя необходимо проверить себя. Для этого соединяем звездой или треугольником обмотки в зависимости от типа двигателя и напряжения сети. В нашем случае обмотки двигателя я соединил треугольником.

Подаю питающее трехфазное напряжение на обмотки – двигатель работает.

Можно сделать вывод, что начала и концы обмоток двигателя мы нашли правильно.

Существует еще несколько способов определения начала и концов обмоток электродвигателя, но лично я пользуюсь именно этим.

Для наглядности предлагаю посмотреть видео:

P.S. Если статья оказалась Вам полезной. то поделитесь ей со своими друзьями в социальных сетях. А если возникли вопросы по материалу данной статьи, то задавайте их в комментариях.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

Определение начала и конца обмоток электродвигателя: обзор методик

Часто возникают затруднения при подключении электродвигателя после ремонта. Далеко не все ремонтные организации маркируют начало и конец обмоток 3-х фазного двигателя. Завод изготовитель в клеммной колодке маркирует контакты буквами С1- С6. Эта маркировка принята в нашей стране. По международному стандарту используются буквы латинского алфавита. Отсутствие маркировки может спровоцировать выход из строя двигателя при включении в сеть. Чтобы этого не произошло, необходимо знать, как определить начало и конец обмоток электродвигателя. Об этом мы сейчас и расскажем читателям сайта Сам Электрик.

Следует отметить, что в данном случае электродвигатель можно представить как трансформатор. А это значит, что неважно, с какой стороны начало или конец обмотки. Главное, они не должны включаться встречно.

Существует несколько методов распознавания. Для этого необходимы приборы:

• мультиметр или тестер;
• понижающий трансформатор;
• контрольная лампочка.

• Метод определения с помощью тестера
• Метод развернутого треугольника
• Соединение звездой
• Определение с помощью батарейки
• Определение рабочей и пусковой обмоток двигателя на 220 Вольт
• Двигатели постоянного тока

Метод определения с помощью тестера

Прежде чем начать работу, необходимо подготовить рабочее место. Соблюсти все правила электробезопасности и не забывать, что работа с электричеством требует предельной концентрации внимания и аккуратности. Выполним работу способом трансформации.

Работы выполняются в следующей последовательности:

• С помощью тестера находим выводы обмоток и помечаем их кембриками, подписав, например, первая обмотка помечается С1-С4, вторая С2-С5, третья С3-С6.
• Соединяем две обмотки последовательно. На них подается пониженное напряжение с трансформатора.
• На третьей произведем замеры напряжения. При согласованном включении, тестер будет показывать некоторое напряжение. Величина зависит от уровня напряжения, поступающего с трансформатора. При встречном включении, тестер будет показывать минимальное значение напряжения.
• Маркируем соответствующими образом обе обмотки.
• Разбираем схему и соединяем третью обмотку с любой другой. Подаем напряжение от трансформатора и производим замеры. Схема показана на рисунке снизу. Однако, на схеме подается опасное напряжение 220 вольт.
  В нашем случае мы подаем пониженное напряжение с трансформатора.
• По аналогии с предыдущими измерениями определяем начало и конец третьей обмотки. Маркируем.
• После определения и маркировки проводов, можно соединять двигатель звездой или треугольником и подключать к сети. При этом двигатель не должен издавать повышенный шум и нагреваться. Если это происходит, вы ошиблись в определении начала и конца обмоток. Если все правильно подключено, двигатель работает ровно и не нагревается.

Понижающий трансформатор нужен для ограничения тока в обмотках. Можно обойтись без него, но для ограничения тока, последовательно катушкам включают контрольную лампочку небольшой мощности.

Не стоит рисковать, подавая 220 вольт на обмотки без ограничения тока. В этом случае велика вероятность выхода двигателя из строя. Проще говоря, можно «сжечь» обмотки.

Метод развернутого треугольника

Существует более простой метод определения обмоток при отсутствии маркировки.

При подключении треугольником. Это так называемый метод развернутого треугольника. Для определения понадобятся приспособления, применяемые в первом случае.

Работу выполняют в следующей последовательности:

• Мультиметром находят обмотки.
• Маркируют в произвольном порядке.
• Соединяют все три катушки последовательно.
• Подают пониженное напряжение.
• Производят замеры напряжения на обмотках. При правильном соединении, напряжение на обмотках должны совпадать. Т.е. U1=U2=U Если на одной из них значение отличается, концы этой обмотки следует поменять местами.
• На этом проверка заканчивается. Двигатель можно монтировать на рабочее место.

На рисунке показана схема измерений методом треугольника.

Если отсутствует мультиметр, проверить напряжение можно с помощью лампы. Уровень свечения должен быть во всех случаях одинаков. Если на одной из обмоток он отличается, то провода катушки меняют местами.

Соединение звездой

Этот метод применяется в исключительных случаях. После того, как обмотки будут найдены, их соединяют звездой и кратковременно подключают к сети. Если провода соединены неправильно, двигатель начинает гудеть и греться.

После отключения переключают одну из обмоток и опять подключают к сети. Таких переключений может быть не более трех. Следует запомнить, включают двигатель кратковременно, не более 2 секунд. Если оставить включенным на большее время, двигатель наверняка выйдет из строя.

Определение с помощью батарейки

Для этого метода потребуется тестер и батарейка. Это наиболее простой способ. Методика поиска с помощью батарейки заключается в следующем:

1. С помощью тестера находим катушки на асинхронном двигателе.
2. К одной из них подключается прибор.
3. К выводам другой подключаем кратковременно несколько раз батарейку. Если в момент подачи напряжения тестер показывает отрицательное значение, это говорит о встречном включении обмоток.
4. Проверяем поочередно все катушки и маркируем их соответствующим образом.

Схема измерений показана на рисунке снизу.

Аналогичным образом можно проверить с помощью аккумулятора. Разница заключается в том, что вместо батарейки применяется аккумулятор.

Определение рабочей и пусковой обмоток двигателя на 220 Вольт

Часто возникает необходимость определения рабочей и пусковой обмотки в однофазном двигателе. Это происходит по причине утраты надписи или после ремонта.

У двигателя имеются четыре провода. Методика проверки заключается в следующем:

• Визуально осматриваем провода. Если провода имеют разное сечение, то с меньшим сечением будет пусковая;
• Однако, стоит перепроверить. Замеряем сопротивление. Обмотка, имеющая меньшее значение будет рабочей, а вторая пусковая.
• Производим маркировку проводников.

Схема замеров показана на рисунке снизу.

При наличии обмоток с одинаковым сопротивлением, любую обмотку можно использовать как рабочую или пусковую. Направление вращение меняют заменой местами обмоток.

Часто встречаются однофазные электродвигатели с тремя проводами. В этом случае тестером замеряют сопротивления. Получаем значения, например, 52 Ом, 18 Ом и 34 Ома. Это значит, что обмотка, имеющая меньшее значение (18 Ом) является рабочей, а вторая 34 Ома – пусковая. 52 Ома — суммарное сопротивление обеих катушек.

На рисунке снизу представлена схема двигателя с тремя выводами:

Двигатели постоянного тока

У двигателей постоянного тока обычно бывает два провода. Поэтому при подаче напряжения он начинает вращаться в определенную сторону. Если вращение не совпадает, в этом случае меняют полярность.

Аналогичным образом можно подключить шаговый двигатель. Например, имеются четыре вывода. Катушки у такого двигателя имеют одинаковое сопротивление, а провода, как правило, имеют цветные.

Подключаем к драйверу в произвольном порядке, смотрим, в какую сторону происходит вращение. Если необходимо поменять направление вращения, провода меняют местами.

Например, подключили — белый, синий, красный, черный. Для смены направления соединим – черный, красный, синий, белый.

Вот мы и рассмотрели, как определить начало и конец обмоток электродвигателя. Если остались вопросы по этой теме, задавайте их в комментариях под статьей!

Adblock
detector

Омметр | Your #1 HVAC Distributor Choice

777. THOM111111111111111111111111111112777.MAN

Albany	(229) 432-5254	205 Baldwin Dr, Albany, GA 31707
Athens	(706) 548-2563	105 Whitetail Way, Bogart, GA 30622
Atlanta	(404) 875-7755	1290 Tacoma DR NW, Atlanta, GA 30318
Augusta		(706)		111111111111111195015			11111111111119501195019
. 0011 3618 Wrightsboro Rd, Augusta, GA 30909
Brunswick	(912) 265-5193	275 Rose Dr, Brunswick, GA 31520
Columbus	(706) 322-3870	6201 W Hamilton Park Rd, Columbus, GA 31909
Conyers	(770) 918-9132	335 Gees Mill Business Pkwy NE, Conyers, GA 30013
Forest Park	(404) 361-2474	5158 -C Kennedy Rd, Forest Park, GA 30297
Gainesville	(770) 297-9335	2472 Hilton DR, Gainesville, GA 30501
Lawrenceville	(678) 442-1060	1111111111111.
Lithia Springs	(770) 948-3451	320 Thornton Rd #106, Lithia Springs, GA 30122
MACON	(478) 474-85444	(478).
Marietta	(770) 426-0551	1060 Triad Ct, Marietta, GA 30062
Newnan	(770) 239-2105	70 Enterprise Ct, Newnan, GA 30265
Peachtree Corners	(770) 239-2100	6675 Jones Mill CT, Peachtree Corners, GA 30092
Savannah	(912) 232-1228	103 Central JCT BLVD, Savannah, GA 31405	7	103 Central JCT BLVD, Savannah, GA 31405	7	103 Central JCT BLVD, Savannah, GA 31405	7	103. (912) 764-8841	126 W Parrish St, Statesboro, GA 30458
Valdosta	(229) 245-8200	363 Connell Rd, Valdosta, GA 31602
Warner Robins	(478) 953-3727	110 Byrd Way, Warner Robins, GA 31088

Как рассчитать параметры нового двигателя постоянного тока с модифицированной обмоткой конкретные приложения. Например, при модернизации габариты и занимаемая площадь двигателя могут уже существовать, но рабочие характеристики уже не подходят. Или, из-за экономии на аппаратных средствах, OEM-разработчик мелкосерийного или единичного специализированного оборудования может предпочесть не изменять физические характеристики двигателя, а должен изменить рабочие характеристики в соответствии с конкретными приложениями.

Скачать эту статью в формате .PDF Этот тип файла включает в себя графику и схемы высокого разрешения, если это применимо.

Изменение обмотки якоря влияет на многие параметры, включая постоянную момента K _t , постоянную напряжения K _e , сопротивление якоря Ra и индуктивность якоря L _a .

Пользователям двигателей было бы очень полезно иметь возможность быстро вычислять новые параметры двигателя и оценивать их влияние на сервосистему. Изменение обмотки — это не что иное, как новая комбинация количества витков катушки и сечения магнитной проволоки. Процедура проста, как только вы определите «точки нагрузки». В зависимости от приложений каждая точка нагрузки определяется крутящим моментом и скоростью, которые необходимы серводвигателю для выполнения своих задач.

Мощность двигателя

Мы должны пересмотреть некоторые показатели качества, определяющие конструкцию двигателя постоянного тока; определение параметров двигателя, на которые влияет изменение обмотки; и их внутренние отношения. Для начала определим выходную мощность двигателя как произведение крутящего момента и скорости, измеренных на валу двигателя для определенной точки нагрузки, то есть:

P _out = Ts (1)

, где

P _вых = Выходная мощность, Вт

T = крутящий момент, NM

S = Скорость вала, рад /сек

или

P _Out = TN /7.018 ( , где , , , , , , , , , ( = . = выходная мощность, Вт

T = крутящий момент, фунт-фут

n = частота вращения вала, об/мин нужно только пропорциональное снижение скорости. И наоборот, более высокая скорость при той же выходной мощности означает изменение крутящего момента, обратно пропорциональное увеличению скорости.

Из-за неэффективности не вся подводимая к двигателю мощность, P _в , становится выходной мощностью. Разница между P _в и P _из составляет потери двигателя. Номинальные характеристики двигателя постоянного тока зависят от способности двигателя рассеивать тепло, создаваемое потерями, без превышения его максимальной рабочей температуры. Существуют ограничения выходной мощности с точки зрения крутящего момента, скорости или того и другого.

Новая обмотка не должна снижать максимальную безопасную температуру для данного типоразмера двигателя. Поскольку начальный нагрев обычно происходит из-за тока якоря, это автоматически устанавливает максимально допустимый ток в обмотках якоря в течение заданного времени. Максимальный ток также ограничивает величину крутящего момента на выходном валу, который может создать двигатель. Конструктор также определяет максимальную безопасную скорость двигателя, обычно в зависимости от диаметра его ротора или, если это щеточный двигатель, от количества сегментов коллектора. Другими словами, будут ограничения способности двигателя соответствовать желаемым точкам нагрузки.

Motor constants

Motor torque is directly proportional to the developed current in the armature windings thus:

T = K _t I (2)

where

T = Torque, Nm

K _T = постоянная моторного крутящего момента, NM/A

I = ток обмотки арматуры, A OR

T = [2,254310 ^-7 ( = 254310 ^-7 ( (2,254310 ^-7 (). )

где

T = Крутящий момент, унция-дюйм.

z = эффективное количество последовательных проводников на катушку

φ = магнитный поток в Webers, WB

P = Количество POLES

A = Shaffm

A = SHAPM

A = SHAPM

A = SHAPS

A = SHAPE

A = SHAPE

A . A

Продолжить на стр. 2

В уравнении (2) ток I может иметь максимальное пиковое значение Ipeak , которое создает пиковый крутящий момент Tpeak . Поддержание Ipeak в течение чрезмерных периодов вредит двигателю, поскольку он нагревается до высоких температур. Кроме того, превышение Ipeak размагничивает магниты двигателя.

Скорость двигателя прямо пропорциональна входному напряжению, E , приложенному к клеммам двигателя, таким образом:

с = E/Ke (3)

, где

с вал, скорость рад/сек

E = Входное напряжение на клеммах двигателя, В

Ke = Постоянное напряжение двигателя, В/(рад в секунду)

Постоянное напряжение, Ke , иногда также называют постоянной противо-ЭДС. Кроме того, если она указана в единицах В/(кр/мин) (вольт на тысячу об/мин), то скорость вала, с, выражается в об/мин. Ke полностью зависит от конструкции двигателя. Константы Kt и Ke имеют одинаковое числовое значение в Международной системе единиц (СИ). В английской системе они соотносятся так:

Kt = 1,3524 Ke (4)

когда

Kt выражено в унциях-дюйм. /А

и

Ke постоянная также прямо пропорциональна эффективному количеству последовательных проводников на катушку, магнитному потоку и количеству полюсов. Здесь мы сосредоточимся на том, как быстро рассчитать новые Kt и Ke , вызванные изменением обмотки.

Постоянные обмотки

Помимо влияния на Kt и Ke , новая обмотка влияет на другие параметры, такие как сопротивление и индуктивность. Сопротивление якоря изменяется в зависимости от удельного сопротивления, длины и площади провода:

R = Qcul/A (5)

где

Qcu = Удельное сопротивление меди, Ом-м

3 l = Длина провода, м

A = Площадь поперечного сечения провода, м2

Изменение обмотки вызывает также изменение индуктивности, так как индуктивность зависит от полного магнитного потока через катушку с заданным числом витков , а ток, связанный катушкой:

L = Nφ/I (6)

, где

L = Индуктивность у Генри, H

N = Количество по поворотам в COIL

34 = ВОЗДЕЛИТЕЛЬНОЕ ВЕБЕРИЯ

334 = WEIBERESTEC 34 = WEIBERESTEC 34 = WEIBERESTEC 34 = WEIBEREASTER.

A = Площадь поперечного сечения провода, м2

Таким образом, можно записать:

Φ = NIA/л

значение f в уравнении (6) дает

L = N ² А/л  (6a)

Уравнение (6a) показывает, что индуктивность якоря пропорциональна квадрату числа витков.

Сопротивление и индуктивность якоря являются важными показателями для пользователей серводвигателей. Постоянные времени двигателя изменяются, если изменяется сопротивление или индуктивность — или и то, и другое. Электрическая постоянная времени представляет собой отношение индуктивности и сопротивления обмотки:

te = L/R (7)

, где

te = электрическая постоянная времени, с Механическая постоянная времени равна

tm = RJ/KtKe (8)

где

Дж = момент инерции ротора, кг-м2, и все уравнение в SI единицы измерения.

Продолжить на стр. 3

Метод

Уравнения (2)–(8) показывают, что многие постоянные двигателя и другие показатели качества зависят от конфигурации обмотки. Следовательно, изменение этих параметров повлияет на источники питания пользователя, а также на органы управления сервоприводом. Разработчик сервосистемы выигрывает от нахождения точного значения этих констант и параметров двигателя, не дожидаясь, пока разработчик двигателя спроектирует новую обмотку.

Без ограничения общности следуют два простых предположения:
• Имеющийся двигатель, обмотка которого будет заменена, работает адекватно в желаемой точке полной нагрузки.
• Заполнение пазов этой обмотки двигателя является адекватным.

Если верно первое предположение, двигатель работает с приемлемым КПД, а потери в обмотке не влияют на допустимую максимальную температуру двигателя.

Если применимо второе допущение, то новые расчеты обмотки обеспечивают адекватное заполнение пазов, то есть хорошее использование меди и железа.

Предположим, что пользователь серводвигателя хочет изменить обмотку двигателя, чтобы двигатель работал с более высокой новой скоростью без изменения напряжения питания. Это немедленно требует снижения постоянного напряжения и, следовательно, постоянного крутящего момента.

Взгляд на уравнения (2) и (3) показывает, что для новой обмотки требуется меньше витков, поскольку, как показано ранее, Ke и Kt прямо пропорциональны эффективному числу витков.

Прямое уменьшение количества витков оставит в слотах пустое место. Ради эффективности площадь паза должна быть заполнена большим процентом меди, обычно около 60%, но возможно почти на 100%. Магнитная проволока большего диаметра необходима, чтобы избежать «низкого заполнения паза». Провод большего размера заполняет пустую область паза.

Магнитная проволока бывает только определенного калибра или диаметра, поэтому разработчику двигателя нужно сделать только фиксированный выбор. В системе American Wire Gage отношение площадей поперечного сечения проводников между любыми двумя последовательными калибрами проводов всегда составляет около 1,26. Кроме того, номер калибра увеличивается с уменьшением диаметра проволоки. Например, площадь магнитной проволоки калибра 20 AWG удваивается при замене трех калибров проволоки на 17 AWG, потому что ее площадь увеличивается на тот же коэффициент, 1,26, при каждом последующем изменении калибра, как показано в таблице 1.

Пример

Предположим, например, что у вас есть новое требование к двигателю, требующее увеличения скорости в 2,5 раза без изменения входного напряжения от источника питания. Кроме того, двигатель должен работать с той же выходной мощностью и КПД, что и раньше. Кроме того, настоящая обмотка состоит из 45 витков 25 AWG на катушку.

Уравнение (1) показывает, что требуемый крутящий момент должен быть в 2,5 раза меньше. Согласно уравнению (3), постоянная напряжения двигателя Ke также должна быть уменьшена в 2,5 раза. Отсюда следует, что для уменьшения Ke 2,5 раза, нужно только уменьшить количество витков в 2,5. Но это делает слот в 2,5 раза менее заполненным. Чтобы лучше заполнить слот, вы должны найти новый калибровочный провод.

Задача сводится к тому, чтобы решить, на какое число витков провода нужно увеличить исходный провод, чтобы новое меньшее число витков занимало ту же площадь паза. Другими словами, найдите значение r в следующем соотношении:

Kt (1,26) r = Kt /2.5

, где

R = Количество изменений в размере AWG

, из которых

1,26 R = 1 /2,5

или

333334

или

333334).

Решение для r ,

r = -4

, то есть на четыре номера калибра проволоки меньше, что на четыре размера проволоки больше.

Таким образом, новая обмотка будет иметь

45/2,5 = 18 витков провода размера

25 — 4 = 21 AWG.

Поскольку сопротивление якоря зависит как от длины, так и от площади проводника, новое сопротивление якоря будет: 4

Из чего

Rnew = Rold /6,35

Поскольку индуктивность якоря пропорциональна квадрату числа витков, новая индуктивность якоря будет равна

Lnew = Lold /(1,262) r

с

r = 4

, что означает, что новая индуктивность также уменьшается в 6,35 раза.

Поскольку площадь проводов в новой обмотке увеличивается, проводник может выдерживать более высокие токи. Увеличение пропорционально новой площади провода. Из уравнений (1) и (2) можно сделать вывод, что новый пиковый ток может быть в

1,26 r = 1,264

раз больше, чем старый пиковый ток. Кроме того, новое максимальное напряжение постоянного тока (для сохранения той же максимальной потребляемой мощности) уменьшает пропорционально 1,264.

Предыдущие расчеты показывают, что изменения между старой и новой константами включают только коэффициент 1,26 и число ступенчатых изменений калибра проволоки r . Основная часть работы заключается просто в том, чтобы найти значение r и использовать его для поиска новых значений параметров двигателя.

Предостережение: хотя этот простой метод применим к щеточным и бесщеточным двигателям постоянного тока, имейте в виду, что сопротивление щеток не учитывается в уравнениях. Однако оконечное сопротивление щёточного двигателя постоянного тока включает сопротивление обмотки якоря и щеток.