電気モーター - 固定子巻線
作業中に、タグのない非同期電動機の回転数を調べる必要がある場合があります。 そして、すべての電気技師がこの作業に対処できるわけではありません。 しかし、私の世界観は、すべての電気技師がこれを理解する必要があるということです。 彼らが言うように、自分の職場では、義務から、あなたは自分のエンジンのすべての特性を理解しています。 そして彼らは新しいものに切り替えました 職場、どのエンジンにもタグはありません。 電気モーターの回転数を求めることは非常に簡単で簡単です。 巻き方で決まります。 これを行うには、モーターのカバーを取り外す必要があります。 プーリーやハーフカップリングを取り外す必要がないので、バックカバーでこれを行う方が良いです。 カバーを外すだけ
冷却し、インペラとモーターのカバーにアクセスできるようになります。 カバーを外すと巻き具合がよくわかります。 1 つのセクションを見つけて、そのセクションがいくつあるかを確認してください
エンジン – 3000 rpm
円周（固定子）の周りの空間を占めます。 ここで、コイルが半円 (180 度) を占める場合、これは 3000 rpm のエンジンであることを思い出してください。
エンジン – 1500 rpm
円 (120 度) 内に 3 つのセクションがある場合、これは 1500 rpm エンジンです。 さて、ステーターが 4 つのセクション (90 度) に対応している場合、このエンジンは 1000 rpm になります。 これにより、「未知の」電気モーターの回転数を非常に簡単に見つけることができます。 これは、提示された図で明らかです。
エンジン – 1000 rpm
これは、巻線コイルがいつセクションに分けて巻かれるかを決定する方法です。 そして、この方法ではもう見つけることができない「緩い」巻きがあります。 この巻き方はほとんどありません。
回転数を決定する別の方法があります。 電気モーターの回転子には残留磁場があり、回転子を回転させると固定子巻線に小さな EMF が誘発される可能性があります。 このEMFはミリ電流計で「キャッチ」できます。 私たちのタスクは次のとおりです。巻線がどのように接続されているか、三角形か星形かに関係なく、1 つの相の巻線を見つける必要があります。 そして、巻線の端にミリ電流計を接続してモーターシャフトを回転させ、ローターの回転ごとにミリ電流計の針が何回たわむかを確認し、この表を使用してエンジンの種類を判断します。
(2p) 2 3000 r/min
(2p) 4 1500 r/min
(2p) 6 1000 r/min
(2p) 8,750 r/min
タグ（プレート）が無い場合の回転数の求め方は、簡単で分かりやすい２つの方法だと思います。
PM10-R デバイスはソ連で製造されたもので、おそらく誰かがまだ持っているかもしれません。 このようなメーターを見たことがない、または知らない人は、自分の写真を見ることをお勧めします。 このセットには 2 つのノズルが含まれており、1 つはシャフト軸に沿った回転を測定するためのもので、もう 1 つはシャフトの円周に沿って測定するためのものです。 
「デジタルレーザータコメーター」を使えば回転数も計測可能
「デジタルレーザータコメーター」
技術的特性:
スペクトル: 2.5rpm ~ 99999rpm
解像度/ステップ: スペクトル 2.5 ～ 999.9RPM の場合は 0.1RPM、1RPM 1000RPM など
精度: +/- 0.05%
作動距離: 50mm~500mm
最小値と最大値も表示されます。
本当に必要な人にとっては、まさに素晴らしいことです。
L.リジェンコフ
機器を設計する際には、電動モーターの速度を知る必要があります。 回転速度を計算するには、AC モーターと DC モーターで異なる特別な式があります。
同期および非同期電気機械
エンジン 交流電圧がある 3種類: 同期、ローターの角速度はステーター磁界の角周波数と一致します。 非同期 - それらでは、ローターの回転がフィールドの回転よりも遅れます。 整流子モーター。その設計と動作原理は DC モーターに似ています。
同期速度
電気機械回転速度 交流電流に依存します 角周波数ステータ磁界。 この速度を同期といいます。 同期モーターでは、シャフトが同じ速度で回転します。これがこれらの電気機械の利点です。
この目的のために、高出力機械のローターには巻線があり、 一定の圧力、磁場を生成します。 デバイス内 低電力ローターに挿入された 永久磁石、または顕著な極があります。
スリップ
非同期機械では、シャフトの回転数は同期角周波数よりも小さくなります。 この差は「S」スリップと呼ばれます。 ローターの滑りのおかげで、 電気とシャフトが回転します。 Sが大きいほどトルクは大きくなり、速度は遅くなります。 ただし、滑りが一定の値を超えると、電気モーターが停止し、過熱し始め、故障する可能性があります。 このようなデバイスの回転速度は、次の図の式を使用して計算されます。
- n – 1分間あたりの回転数、
- f – ネットワーク周波数、
- p – 極対の数、
- s – スリップ。
このようなデバイスには 2 つのタイプがあります。
- かご型ローター付き。 巻線は製造プロセス中にアルミニウムから鋳造されます。
- ワインドローター付き。 巻線はワイヤで作られており、追加の抵抗に接続されています。
速度調整
動作中に速度調整が必要になる 電気機械。 これは次の 3 つの方法で行われます。
- 巻線ローターを使用した電気モーターのローター回路内の追加の抵抗が増加します。 速度を大幅に下げる必要がある場合は、3 つではなく 2 つの抵抗を接続することができます。
- ステータ回路に追加の抵抗を接続します。 高出力電気機械を始動したり、小型電気モーターの速度を調整したりするために使用されます。 たとえば、卓上扇風機の速度は、白熱灯やコンデンサを直列に接続することで減速できます。 電源電圧を下げても同じ結果が得られます。
- ネットワーク周波数の変更。 同期および非同期モーターに適しています。
注意！回転速度 整流子モーター交流ネットワークからの動作はネットワークの周波数に依存しません。
DCモーター
AC マシンに加えて、ネットワークに接続された電気モーターもあります 直流。 このようなデバイスの速度は、まったく異なる計算式を使用して計算されます。
定格回転数
DC マシンの速度は、次の図の式を使用して計算されます。
- n – 1分間あたりの回転数、
- U – ネットワーク電圧、
- Rya と Iya – 電機子抵抗と電流、
- Ce - モーター定数 (電気機械の種類に応じて)、
- Ф – 固定子の磁界。
これらのデータは、電気機械のパラメータ、界磁巻線と電機子の電圧、またはモーターシャフトのトルクの公称値に対応します。 変更することで回転速度を調整することができます。 の磁束を決定します。 本物のエンジン非常に難しいため、計算には界磁巻線に流れる電流または電機子電圧が使用されます。
整流子 AC モーターの速度は、同じ公式を使用して求めることができます。
速度調整
DCネットワークから動作する電動モーターの速度調整は広範囲で可能です。 次の 2 つの範囲で可能です。
- 公称値よりアップ。 これを行うには、追加の抵抗または電圧レギュレータを使用して磁束を減少させます。
- パーからダウン。 これを行うには、電気モーターのアーマチュアの電圧を下げるか、それに直列に抵抗を接続する必要があります。 これは、速度を下げることに加えて、電気モーターの始動時にも行われます。
電気モーターの回転速度を計算するためにどのような計算式が使用されるかを知ることは、機器を設計および設定するときに必要です。
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車に関連して、数学や物理学からの質問が時々出てきます。 特に、そのような問題の 1 つは角速度です。 それはメカニズムの操作とコーナリングの両方に関係します。 この値を決定する方法、測定方法、そしてここでどのような式を使用する必要があるかを見てみましょう。
角速度を求める方法: この量は何ですか?
物理的および数学的な観点から、この量は次のように定義できます。これらは、特定の点が移動する円の中心の周りをどれだけ速く回転するかを示すデータです。
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この一見純粋に理論的な値は、自動車を運転する際に非常に実用的な意味を持ちます。 以下にいくつかの例を示します。
- 旋回時の車輪の回転の動きを正しく相関させる必要があります。 軌道の内側に沿って移動する自動車の車輪の角速度は、外側の車輪の角速度より小さくなければなりません。
- 車のクランクシャフトがどれくらいの速度で回転するかを計算する必要があります。
- 最後に、曲がり角を通過するときの車自体にも特定の値の運動パラメータがあり、実際には、高速道路での車の安定性と転覆の可能性はそれらに依存します。
点が指定された半径の円の周りを回転するのにかかる時間を計算する式
角速度を計算するには、次の式が使用されます。
ω = Δφ /Δt
- ω（「オメガ」と読みます）は実際の計算値です。
- Δφ (「デルタ ファイ」と読みます) – 回転角度、測定の最初と最後の瞬間における点の角度位置の差。
- Δt
（「デルタテ」と読みます） – まさにこの変化が起こった時間。 より正確には、「デルタ」なので、測定を開始した瞬間と完了した時点の時間値の差を意味します。
角速度に関する上記の式は、一般的な場合にのみ適用されます。 均一に回転するオブジェクトや、部品の表面上の点の動き、半径、回転時間の関係について話している場合は、他の関係や方法を使用する必要があります。 ここでは特に、回転周波数の公式が必要になります。
角速度はさまざまな単位で測定されます。 理論的には、rad/s (ラジアン/秒) または度/秒がよく使用されます。 ただし、この値は実際にはほとんど意味がなく、設計作業でのみ使用できます。 実際には、それは 1 秒あたりの回転数 (遅いプロセスについて話している場合は 1 分あたり) で測定されます。 この点では回転速度に近いです。
回転角度と公転周期
回転角度よりもはるかに一般的に使用されるのは、オブジェクトが一定期間内に何回回転するかを測定する回転速度です。 実際、計算に使用されるラジアンは、円弧の長さが半径と等しい場合の円の角度です。 したがって、円全体には 2 π ラジアンがあります。 数値 π は無理数であり、小数にも単純な分数にも減らすことができません。 したがって、一様な回転が発生すると、それを周波数でカウントしやすくなります。 これは rpm、つまり 1 分あたりの回転数で測定されます。
問題が長い期間ではなく、一回転が起こる期間だけに関する場合、ここでは循環周期の概念が使用されます。 一つのことがいかに早く起こるかを示します 環状交差点。 ここでの測定単位は秒になります。
角速度と回転周波数または回転周期の関係は次の式で示されます。
ω = 2 π / T = 2 π *f、
- ω – 角速度 (rad/s)
- T – 流通期間。
- f – 回転周波数。
寸法を 1 つの形式 (分または秒単位) に変換することを忘れずに、比率の法則を使用して、これら 3 つの数量のいずれかを別の数量から取得できます。
特定の場合の角速度はいくらですか?
上記の式に基づく計算例を示します。 車を持っているとしましょう。 実際に見てみると、時速 100 km で走行すると、車輪は 1 分あたり平均 600 回転します (f = 600 rpm)。 角速度を計算してみましょう。
まず、rpmをr/sに変換しましょう。 これを行うには、600 を 60 (1 分間の秒数) で割って、10 rps を取得します。 その過程で、循環周期も取得しました。この値は周波数の逆数で、秒単位で測定すると 0.1 秒になります。
π を小数で正確に表現することは不可能であるため、結果は約 62.83 rad/s になります。
角速度と線速度の関係
実際には、回転点の角度位置が変化する速度だけでなく、直線運動に対するその速度もチェックする必要があることがよくあります。 上の例では、車輪について計算が行われていますが、車輪は道路に沿って移動し、車の速度の影響を受けて回転するか、車自体がこの速度を提供します。 これは、角度点に加えて、ホイールの表面上の各点にも線速度があることを意味します。
半径を計算するのが最も簡単な方法です。 速度は時間 (回転周期) と移動距離 (円周) に依存するため、上記の式を考慮すると、角速度と線速度は次のように関係します。
- V – 線速度。
- R – 半径。
式から、半径が大きいほど、この速度の値が大きくなることが明らかです。 最も多いホイールに関しては 高速トレッドの外面上の点は移動しますが (R は最大)、ハブのちょうど中心では線速度はゼロになります。
加速度、モーメント、およびそれらと質量の関係
上記の値に加えて、回転に関連する問題が他にもいくつかあります。 自動車内に異なる重量の回転部品がいくつあるかを考えると、それらの実用的な重要性は無視できません。
回転さえも重要です。 しかし、常に均等に回転する部品は一つもありません。 クランクシャフトからホイールに至るまで、回転する部品の回転数は必ず最終的に上昇し、その後低下します。 そして回転数がどれだけ上がったかを示す値を角加速度といいます。 これは角速度の導関数であるため、ラジアン/秒の二乗で測定されます (線形加速度のように、メートル/秒の二乗で測定されます)。
もう 1 つの側面は、動きとその時間変化、つまり角運動量に関連しています。 ここまでは動きの純粋に数学的な特徴しか考慮できなかった場合、ここでは各部分がその軸の周りに分散された質量を持っているという事実を考慮する必要があります。 これは、移動方向と運動量、つまり質量と速度の積を考慮した、点の初期位置の比率によって決まります。 回転中に発生する力積の瞬間を知ることで、各部品が他の部品と相互作用するときにどのような負荷がかかるかを判断することができます。
衝撃伝達の例としてのヒンジ
上記のすべてのデータがどのように適用されるかの典型的な例は、equals のヒンジです。 角速度(CVジョイント)。 この部品は主に前輪駆動車で使用され、旋回時に車輪の異なる回転速度を確保するだけでなく、車輪を制御してエンジンからの衝撃を車輪に伝達することも重要です。
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このユニットの設計は、まさに次のことを目的としています。
- ホイールの回転速度を互いに比較します。
- 回転する瞬間に確実に回転します。
- リアサスペンションの独立性を保証します。
その結果、CV ジョイントの動作には上記のすべての式が考慮されます。
電動モーターを中古で購入する場合は、入手可能かどうかを確認してください。 技術文書彼とは関係ありません。 次に、購入したデバイスの回転数をどうやって調べるかという問題が生じます。 売り手の言葉は信頼できますが、誠実さが必ずしも売り手の特徴であるとは限りません。
その場合、回転数を決定する際に問題が発生します。 モーター設計の微妙な点を理解することで、この問題を解決できます。 これについてはさらに詳しく説明します。
速度の決定
モーターの速度を測定するにはいくつかの方法があります。 最も信頼できるのは、この目的のために特別に設計された装置であるタコメーターを使用することです。 ただし、特に電気モーターを専門的に扱う人でない場合は、すべての人がそのような装置を持っているわけではありません。 したがって、「目で見て」タスクに対処できる他のオプションがいくつかあります。
1 つ目は、モーター カバーの 1 つを取り外して巻線コイルを露出させることです。 後者はいくつかあるかもしれません。 よりアクセスしやすく、可視ゾーン内にあるものが選択されます。 主なことは、動作中にデバイスの完全性が損傷するのを防ぐことです。
コイルが目に見えたら、注意深く調べて、ステーターリングとサイズを比較してみる必要があります。 後者は電気モーターの固定要素であり、その内部にあるローターが回転します。
リングがコイルによって半分閉じられている場合、1 分間の回転数は 3000 に達します。リングの 3 番目の部分が閉じられている場合、回転数は約 1500 です。4 分の 1 の場合、回転数は 1000 になります。
2 番目の方法は、ステーター内の巻線に関連します。 コイルの 1 つのセクションが占めるスロットの数が計算されます。 溝はコア上にあり、その数は極のペアの数を示します。 極が 2 対ある場合は 3000 rpm、4 対の場合は 1500 rpm、6 対の場合は 1000 rpm になります。
電気モーターの回転数が何に依存するかという質問に対する答えは、極対の数です。これは反比例の依存関係です。
工場出荷時のエンジンの本体には、すべての特性が示された金属製のタグが付いています。 実際には、そのようなタグが見つからないか消去されている可能性があり、回転数を決定する作業が若干複雑になります。
速度の調整
家庭や職場でさまざまな電動工具や機器を使用して作業すると、電動モーターの速度をどのように調整するかという問題が必ず生じます。 たとえば、機械やコンベア上の部品の移動速度を変更したり、ポンプの性能を調整したり、換気システムの空気流量を増減したりすることが必要になります。
電圧を下げてこれらの手順を実行することはほとんど意味がありません。速度が急激に低下し、デバイスの電力が大幅に低下します。 したがって、それらは使用されます 特別な装置、エンジン速度を調整できます。 それらをさらに詳しく見てみましょう。
周波数コンバータは、電流の周波数と信号の形状を根本的に変更できる信頼性の高いデバイスとして機能します。 これらは、高出力半導体三極管 (トランジスタ) とパルス変調器に基づいています。
マイクロコントローラーはコンバーターの動作全体を制御します。 このアプローチにより、高負荷機構において極めて重要なエンジン回転数のスムーズな上昇が可能となります。 ゆっくりとした加速はストレスを軽減し、産業用および家庭用機器の耐用年数にプラスの影響を与えます。
すべてのコンバータには、いくつかのレベルの保護が装備されています。 モデルによっては、単相電圧 220 V で動作するものもあります。三相モーターを 1 相だけで回転させることはできるのでしょうか? 1 つの条件が満たされれば、答えは肯定的になります。
巻線に単相電圧を印加する場合、ローター自体は動かないため、ローターを「押す」必要があります。 このためには始動コンデンサが必要です。 エンジンが回転し始めた後は、残りの巻線が不足している電圧を供給します。
この方式の重大な欠点は、強い位相不均衡であると考えられます。 ただし、回路に単巻変圧器を組み込むことで簡単に補償できます。 全体的にかなりです 複雑な回路。 周波数コンバータの利点は、複雑な回路を使用せずに非同期モーターを接続できることです。
コンバーターは何を提供しますか?
非同期モデルの場合、電動モーター速度コントローラーを使用する必要があるのは次のとおりです。
電気エネルギーの大幅な節約が達成されます。 すべての機器が必要なわけではないため、 高速モーターシャフトの回転数を 4 分の 1 に減らすのは理にかなっています。
提供された 信頼性の高い保護すべてのメカニズム。 周波数コンバータを使用すると、温度だけでなく、圧力やその他のシステムパラメータも制御できます。 この事実は、ポンプがモーターによって駆動される場合に特に重要です。
圧力センサーが容器に取り付けられており、必要なレベルに達すると信号を送信し、モーターを停止させます。
ソフトスタートが行われます。 レギュレーターのおかげで、追加で使用する必要がなくなります。 電子デバイス。 周波数コンバーターはセットアップが簡単で、望ましい効果が得られます。
にかかる費用 メンテナンスレギュレータはドライブやその他の機構への損傷のリスクを最小限に抑えるためです。
したがって、速度制御付き電動モーターは、幅広い用途に対応できる信頼性の高いデバイスであることがわかります。
あらゆる機器の操作は以下に基づいていることを覚えておくことが重要です。 電気モーター回転速度パラメータが使用条件に適切である場合にのみ、正しく安全になります。
電動モーターの速度の写真
機械を操作する場合、電気モーターなしでは作業できません。 多くの人が何の書類も持たずに中古の電気モーターを購入します。 このような状況では、電気モーターの速度を決定する際に問題が発生します。 この問題を解決するには、いくつかの方法を使用できます。
電気モーターの速度を測定する最も簡単な方法は、タコメーターを使用することです。 ただし、可用性 このデバイスの電気モーターを専門としない人にとって、これは非常に珍しいことです。 したがって、回転数を目視で判断する方法があります。 モーターの速度を決定するには、モーター カバーの 1 つを開いて、巻線コイルの位置を確認します。 電気モーターには複数のコイルが存在する場合があります。 目に見えてアクセスしやすいリールを選択してください。 電気モーターの完全性を損なわないよう、部品を取り外さないようにしてください。 部品同士を切り離そうとしないでください。
電気モーターのすべての主な特性は、本体にある金属タグに表示されなければなりません。 しかし実際には、タグが紛失しているか、使用中に情報が消去されてしまっているかのどちらかです。
