Авторка — Лорен Нейґел
Опір обмотки — параметр, який ви, ймовірно, бачили в даташиті електродвигуна. Можливо, ви шукаєте його не насамперед, але він може бути корисним.
У цій статті пояснимо, що означає це значення та як використати його у вашому проєкті.
Зміст
- Що таке опір обмотки двигуна
- Опір обмотки та характеристики двигуна
- Вимірювання опору обмотки омметром
- Як використати опір обмотки у своєму проєкті
1. Що таке опір обмотки двигуна
Опір обмотки — фундаментальна властивість дротяних котушок статора й ротора електродвигуна. Він характеризує, наскільки котушки перешкоджають проходженню електричного струму.
Через опір проводу частина електричної енергії перетворюється на тепло, що знижує ККД двигуна. Також це тепло може спричинити перегрів і зрештою відмову. Тому важливо, щоб опір обмотки перебував у безпечному діапазоні.
Опір обмотки залежить від довжини, площі поперечного перерізу (калібру) й питомого опору проводу, а також кількості витків котушки. На нього також впливає температура двигуна: за вищої температури опір зростає через посилення теплових коливань і зіткнень у металі.
Читайте також: Як працюють безщіткові двигуни та як їх випробовувати
2. Опір обмотки та характеристики двигуна
Опір обмотки відіграє важливу роль у визначенні характеристик електродвигуна. Наприклад, вищий опір призводить до меншої вихідної потужності, нижчого ККД і більших теплових втрат.
Натомість нижчий опір може спричинити надмірне споживання струму й пошкодження двигуна та пов’язаного обладнання. Тому вимірювання й контроль опору корисні для забезпечення оптимальної роботи та запобігання пошкодженням.
Опір обмотки зазвичай визначають, вимірюючи напругу та струм. Потім його обчислюють за законом Ома: опір дорівнює напрузі, поділеній на струм.
Таке вимірювання допомагає виявити несправності котушки, зокрема короткі замикання або обриви проводів, а також діагностувати інші проблеми двигуна, наприклад із підшипниками чи схемою керування.
Читайте також: Як вимірювати ККД безщіткового двигуна
3. Вимірювання опору обмотки
Простий спосіб виміряти опір обмотки — скористатися омметром або мультиметром. Ось як це зробити.
Як виміряти опір обмотки мультиметром:
- Вимкніть живлення двигуна.
- Отримайте доступ до обмотки: для цього може знадобитися зняти кришку або розібрати двигун.
- Визначте виводи обмотки: знайдіть схему підключення або маркування клем, щоб установити початок і кінець обмотки.
- Увімкніть омметр або мультиметр. На мультиметрі виберіть режим вимірювання опору й діапазон, що відповідає очікуваному значенню. Якщо не впевнені, почніть із найбільшого діапазону й поступово зменшуйте його.
- Під’єднайте щупи приладу до виводів обмотки. Переконайтеся, що контакт надійний і коротких замикань немає.
- Пропустіть випробувальний струм через провід. Його значення потрібно обрати відповідно до номінального струму обмотки; воно не має перевищувати 10% номінального струму.
- Зчитайте опір і запишіть показ приладу. Якщо він у рекомендованому виробником діапазоні, обмотка, ймовірно, справна. Значення поза діапазоном може свідчити про проблему з обмоткою або двигуном.
- Обчисліть опір за законом Ома: поділіть прикладену до обмотки напругу на струм. Наприклад, за напруги 10 В і струму 1 А опір становить 10 Ом (R = V/I).
- Повторіть вимірювання кілька разів і обчисліть середнє значення для підвищення точності.
Читайте також: Аналіз потужності та ККД безщіткового двигуна
4. Як використати опір обмотки у своєму проєкті
Виробники вказують опір обмотки як характеристику, яка допомагає покупцям зрозуміти електричні властивості й можливості двигуна.
Ось кілька способів використання цього параметра у вашому проєкті:
- Побудова моделі двигуна: опір обмотки дає змогу побудувати модель, корисну на етапі проєктування. Для правильної теоретичної моделі потрібно також знати схему обмоток: «зірка» чи «трикутник». На практиці ми часто спостерігаємо значні відмінності між експериментальними й теоретичними моделями — похибка окремих вимірювань перевищує 30%. Тому також рекомендуємо випробовувати двигуни на стенді тяги для оцінювання характеристик.
- Перевірка конструкції двигуна: покупці можуть перевірити відповідність двигуна заявленим виробником конструктивним і робочим характеристикам. Вимірювання опору допомагає перевірити, чи відповідають обіцяним параметрам переріз проводу, кількість витків та інші особливості конструкції.
- Оптимізація характеристик двигуна: опір обмотки допомагає обрати відповідну схему керування й навантаження. Наприклад, вищий опір може посилити нагрівання та знизити ККД, а нижчий — спричинити надмірний струм і пошкодження двигуна.
- Діагностика несправностей: істотне відхилення від зазначеного виробником опору може вказувати на несправність, наприклад обрив або коротке замикання обмотки.
- Вибір оптимальної пари двигуна й пропелера: двигуни з вищим опором обмотки зазвичай мають менший крутний момент, але можуть швидше обертати менші пропелери. Двигуни з нижчим опором мають більший крутний момент і краще підходять для більших пропелерів.
- Розрахунок ККД двигуна: вимірявши струм і напругу на двигуні, розробник дрона може обчислити споживану потужність. Опір обмотки дає змогу розрахувати потужність теплових втрат. Порівнявши споживану потужність із втратами, можна оцінити ККД двигуна.
Висновок
Опір обмотки може бути корисним параметром для вашого проєкту, і його легко виміряти мультиметром.
Він допомагає обрати пару двигуна й пропелера, спроєктувати схему керування, виявити несправності та обчислити ККД.
Ураховуючи опір обмотки разом з іншими електричними характеристиками, розробники можуть оптимізувати роботу дрона й підвищити його надійність.
Щоб розпочати визначення характеристик електродвигунів, ознайомтеся з нашим випробувальним обладнанням:
- Series 1585 — вимірює тягу до 5 кгс / крутний момент до 2 Н·м
- Flight Stand 15 — вимірює тягу до 15 кгс / крутний момент до 8 Н·м
- Flight Stand 50 — вимірює тягу до 50 кгс / крутний момент до 30 Н·м
- Flight Stand 150 — вимірює тягу до 150 кгс / крутний момент до 150 Н·м
- Flight Stand 500 — вимірює тягу до 500 кгс / крутний момент до 1 500 Н·м