Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Rezystancja silnika

pend0lino 03 Kwi 2006 23:43 10552 24
  • #1 03 Kwi 2006 23:43
    pend0lino
    Poziom 11  

    Witam
    Czy można zmierzyć (a jeśli tak to w jaki sposób) w trakcie pracy silnika:

    1. Jego rezystancję
    2. Natężenie prądu

    Chodzi o silnik prądu stałego na 12V.

    Pozdrawiam.

    0 24
  • Pomocny post
    #2 03 Kwi 2006 23:54
    MarsJan^
    Poziom 16  

    Witam!

    Natezenie mozesz zmierzyc podpinajac amperomierz szeregowo z silnikiem, ale nie widze w tym sensu.
    Jesli jest to silnik pradu stalego to wystarczy ze zmierzysz rezystancje uzwojenia (bez podlaczenia) i obliczysz sobie ile pobierze pradu.
    Dlaczego chcesz dokonywac takich pomiarow podczas pracy?

    pozdrawiam

    0
  • Pomocny post
    #3 04 Kwi 2006 02:31
    Preskaler
    Poziom 37  

    Pytanie nie jest takie banalne na jakie, na pierwszy rzut oka wygląda. Mam zastrzeżenia tylko (ew.) do określenia "oporność". Oporność jest zawsze taka sama czy silnik stoi czy się kręci i decyduje ona o maksymalnym prądzie rozruchowym. Po rozruchu o prądzie płynącym przez silnik decyduje jego IMPEDANCJA. Składa się na nią rezystanncja (oporność) uzwojenia i induktancja (która się zmienia w zależności od obrotów i obciążenia silnika). W zasadzie można pomierzyć tą impedancję ale TYLKO dla jakichś konkretnych obrotów i konkretnego obciążenia. Przy innych obrotach i innym obciążeniu ta impedancja będzie zupełnie inna. Trochę to jest "magiczne", że mówimy tutaj o impedancji a silnik zasilany jest prądem stałym ale jego komutator i szczotki "przerabiają" ten prąd na zmienny i to o zmieniającej się częstotliwości wraz ze zmianą obrotów a indukcyjność cewek też się zmienia w funkcji obciążenia. W praktyce mierzy się tylko ten maksymalny prąd rozruchowy (przy napięciu nominalnym i zatrzymanym silniku "na siłę") i prąd biegu jałowego (przy napięciu nominalnym i bez obciążania silnika).

    0
  • Pomocny post
    #4 04 Kwi 2006 10:41
    pierwsza-wolna
    Poziom 14  

    Szczotki i komutator tylko przełączają napięcie na kolejne sekcje wirnika.

    0
  • #5 04 Kwi 2006 18:37
    pend0lino
    Poziom 11  

    Moze napisze co musze zrobic.
    Zaczne od tego, że nie znam się za bardzo na elektrotechnice, więc prosiłbym o uwzględnienie tego w trakcie pisania postów - głównie chodzi o używanie "fachowych" terminów :)

    Muszę zrobić takie małe stanowisko, na którym będzie można pomierzyć podstawowe parametry silnika.
    Tak myślę, że musiałoby to być w postaci jakiegoś pudełeczka zrobione w którym byłyby tylko gniazda do podpięcie miernika.
    Niestety nei wiem jak to zrobić bo z wiedzy, którą już zdąrzyłem "ogarnąć" wynika, że prąd mierzy sie szeregowo, a napięcie i rezystancję równolegle.
    Chciałem żeby w trakcie pracy to było robione, ale chyba to był głupi pomysł :)

    Preskaler napisał:
    Oporność jest zawsze taka sama czy silnik stoi czy się kręci i decyduje ona o maksymalnym prądzie rozruchowym.

    Zawsze jest taka sama, niezależnie od tego jak jest silnik obciążony?

    0
  • Pomocny post
    #6 04 Kwi 2006 20:32
    pierwsza-wolna
    Poziom 14  

    Zrób jak napisałeś, podłącz amperomierz szeregowo, a voltomierz równolegle do silnika. Przy różnym obciążeniu zobaczysz co pokażą mierniki.
    Jeżeli znasz podstawowe wzory, to sam wyliczysz sobie moc, przy danym obciążeniu, a co za tym idzie rezystancję silnika w tym czasie.

    0
  • Pomocny post
    #7 04 Kwi 2006 20:34
    MarsJan^
    Poziom 16  

    Wiec moze od poczatku:

    zapewne nie mowisz o silniku komutatorowym tylko zwyklym silniczku na 12V. Sklada sie on z uzwojen i magnesow trwalych. Uzwojenia jak zapewne wiesz stawiaja (jak kazdy przewod) jakis opor przeplywajacemu prodowi. W zaleznosci od tego jaki opor stawiaja, tyle pradu poplynie.

    Nie mniej jednak ilosc popranego pradu ze zrodla zalezna jest od obciazenia. Wynika to z zasady zachowania energii (silnik albo pobierze wiecej pradu albo zwolni obroty) Rezystancja uzwojen zalezy rowniez od temperatury wiec podczas pracy minimalnie zmienia sie ilosc pobranego pradu.

    Jesli planujesz zrobic stanowisko testowe to pomysl nie jest zly ale nie rezystancje powinienes mierzyc tylko wlasnie ilosc pobieranego pradu. Wtedy mozna testowac silnik pod katem obciazenia.

    pozdrawiam

    0
  • Pomocny post
    #8 04 Kwi 2006 21:30
    Preskaler
    Poziom 37  

    Tak to bywa jeśli nie napisze się w pytaniu jakie jest aktualne przygotowanie naukowe pytającego. Opisałem się i nic z tego! Może zacznij od tego, że masz zbudować to stanowisko pomiarowe (do szkoły? która klasa? z jakiego przedmiotu? czy to jest temat nadany czy wymyślony przez Ciebie? itp.). Nie ma sensu pisanie czegoś co w końcu okaże się niepotrzebne.
    Do "Pierwsza-wolna"! Właśnie szczotki i komutator powodują włączanie napięcia do poszczególnych sekcji uswojenia i to powoduje wzrastanie prądu w tych kolejnych uzwojeniach a zanikanie w poprzednich. Nie można więc mówić o prądzie stałym tylko ZMIENNYM bo zmienia się jego wartość (chociaż kierunek pozostaje ten sam). Jest to prąd zmienny lecz nie przemienny! Przy zatrzymanym silniku ten prąd będzie wzrastał (od zera) do wartości maksymalnej wynikającej z "Prawa Ohma" J max = U/R uzwojenia. Podczas pracy silnika "nie zdąży" osiągnąć tej maksymalnej wartości bo wirnik się obróci i napięcie zostanie przełączone do innego uzwojenia gdzie znów sytuacja się powtórzy. Silnik więc będzie pobierał jakiś średni prąd dużo mniejszy od J max. Ten prąd będzie tym mniejszy im obroty będą większe a więc obciążenie mniejsze. Do precyzyjnego badania prądu w takim pracującym silniku przy różnych obrotach potrzeba by było bardzo skomplikowanej aparatury. Najmniejszy prąd (średni) będzie przy biegu jałowym (silnik nieobciążony) a największy przy zatrzymanym silniku. W tym ostatnim wypadku należy pomiar wykonać bardzo szybko, żeby nie spalić uzwojenia i nie pozwolić na jego rozgrzanie bo to spowoduje wzrost oporności rzeczywistej (jak słusznie zauważył "MarsJan^"). Przy biegu jałowym ten prąd będzie dużo mniejszy z powodu wzrostu IMPEDANCJI silnika (oporności wypadkowej składającej się z oporności rzeczywistej i pozornej). To właśnie ta pozorna oporność się zmienia wraz z obrotami (obciążeniem) i decyduje o Impedancji.

    0
  • Pomocny post
    #9 04 Kwi 2006 22:21
    MarsJan^
    Poziom 16  

    zgadzam sie z kolega Preskaler.

    chcialbym rowniez zaznaczyc ze robienie stanowiska testowego do tego typu silnika chyba nie ma sensu. Wszytko mozna obliczyc majac do dyspozycji rezystancje, napiecie zasilania i wydajnosc zrodla.

    Mysle ze nawet w formie cwiczenia doswiadczalnego jest to strata czasu.

    Jedyne co mozna poddac doswiadczeniu to czas uszkodzenia silnika po jego przeciazeniu i efekt. To jest notabene dosc ciekawe. Wazny jest tu bowiem rodzaj izolatora miedzyzwojowego, rodzaj magnesu, jakosc zasilania (mam na mysli stabilnosc i reaktywnosc na zmiany obciazenia), wydajnosc zrodla i oczywiscie stezenie tlenu w powietrzu i cisnienie, dalej rowniez temperatura i cyrkulacja.
    Sam jestem ciekaw efektow dla roznych producentow, ciekawe czy ci najlepsi faktycznie sa najlepsi. Osobiscie mysle ze najlepsi sa tylko w zarabianiu pieniedzy. Mam tu na mysli glownie izolacje miedzyzwojowa. Najczesciej tansze transformatory sa lepsze pod katem przeciazen.
    dlaczego?
    1 grubosc izolacji jest lepiej obliczona, wiec nieznaczenie przekracza swoja nominalna wytrzymalosc. W przypadku tanszych robione jest to na tzw zapas. :)
    2 oszczednosc. Z obserwacji zauwazam ze im bogatrza firma tym bardziej oszczedza. Chyba zgodnie z zasada proporcjonalnego wzrostu apetytu w stosunku do czasu jedzenia :)

    pozdrawiam

    0
  • #10 05 Kwi 2006 12:30
    pend0lino
    Poziom 11  

    Zaczalem niedawno technikum. Pomysl jest nauczyciela, nie wiem do czego to stanowisko bedzie wykorzystywane, ja mam zrobic tylko czesc o ktorej pisalem.

    Znalazlem w garazu jakis stary silnik z wentylatora samochodowego. Pomierzylem go multimetrem uniwersalnym (20zł w sklepie :) ) i dostalem takie wartosci:
    prąd - 1,72A
    napięcie - 10,54V
    rezystancja - 1Ω

    Nie rozumiem jak sie ma do tego prawo Ohma (U=IR) :/

    0
  • Pomocny post
    #11 05 Kwi 2006 12:47
    bonanza
    Spec od Falowników

    W obwodzie uwzględnij SEM silnika (około 9V). :D
    Albo go zahamuj. :idea::D:cry:

    Ale brednie od samego początku! Zwłaszcza kolega z czwartej planety!

    0
  • Pomocny post
    #12 05 Kwi 2006 14:24
    Preskaler
    Poziom 37  

    wynikającej z "Prawa Ohma" J max = U/R uzwojenia

    Czytaj uważniej!

    0
  • #13 05 Kwi 2006 15:47
    pend0lino
    Poziom 11  

    Nie wiem czy dobrze zrozumialem - zeby wyszło z obliczeń I=U/R musiałbym tak obciążyć silnik żeby doprowadzić do jego zatrzymania, tak?

    bonanza napisał:
    W obwodzie uwzględnij SEM silnika (około 9V).

    jak mozna wyznaczyc sem?
    W pomocach http://www.elektroda.net/pomoce/pradstalywzory.html na stronie glownej znalazlem taka zaleznosc:
    Prawo Ohma dla całego obwodu I = E/R + Rw ; U = E - IRw

    Czy E to wlasnie SEM i ten wzor bylby dobry dla mierzonego przeze mnie silnika?

    Co to jest R i Rw w tych wzorach bo nie jest to wyjasnione?

    0
  • Pomocny post
    #14 05 Kwi 2006 16:16
    bonanza
    Spec od Falowników

    Te wzory to raczej dla rzeczywistych źródeł napięcia, które mają siłę elektromotoryczną E (jest to w przybliżeniu napięcie nieobciążonej baterii) oraz rezystancję wewnętrzną Rw. Prąd I przy obciążeniu oporem R wyniesie E/(R+Rw) - w pierwszym wzorze brak oczywiście nawiasów, a napięcie na zaciskach spadnie o wartość I*Rw czyli do poziomu E-I*Rw. Ale dobrze kombinujesz. :D:idea:
    Do pomiaru rezystancji silnik powinien być zahamowany - przecież gdy się przykłada omomierz, to silnik stoi. :D A gdyby pokręcić w czasie pomiaru - to omomierz pokaże głupoty (jeśli jest przekładnia ślimakowa, to pokręcić będzie trudno). Silnik, gdy się kręci, wytwarza siłę elektromotoryczną (SEM) - wyobraź sobie, że jest równocześnie prądnicą. Jej napięcie odejmuje się od napięcia zasilania, dlatego przy 11V płynie tylko 1,5A. Ale przy rozruchu płynie 10x więcej - bo silnik stoi, czyli SEM=0.
    Tylko nie zasilaj z 12V zahamowanego silnika.:cry:

    0
  • #15 05 Kwi 2006 17:13
    pend0lino
    Poziom 11  

    Dziekuje za pomoc.
    Nie odpowiedziales mi tylko na pytanie - jak można wyznaczyć wartość SEM, skąd mam wiedzieć ile odjąć od napięcia zasilania?

    Mam tez drugie pytanie :)
    Jesli mam nie zasilac 12V zahamowanego silnika to czym?

    0
  • Pomocny post
    #16 05 Kwi 2006 22:30
    MarsJan^
    Poziom 16  

    Witam nowozaprzyjaźnionego sojusznika bonanza z trzeciej planety.

    Nie chciałbym wchodzić w polemikę, ale zawsze uważałem, że ludzie, którzy za dużo wiedzą, nigdy niczego nie wymyślą.

    Moja riposta to silnik elektryczny pobierający 150 mA przy napięciu 1.8 V
    Wchodzi on w skład generatora prądu, na którego wyjściu pojawia się 9.144 V przy wydajności 192 mA.

    Jak wyjaśnisz wzorem to zjawisko naszemu koledze?
    Perpetum Mobile?

    Nie chcę być oczywiście uszczypliwy ale skoro uważasz, że to co piszę to "brednie od samego początku" z racji pominięcia efektu Halla, pragnę wytknąć również i Tobię pominięcie pewnych zjawisk, które wykorzystuje ten właśnie silnik.

    Mam nadzieję, że nie potraktujesz tego posta jako broni wymierzonej w Twoją strone i wzajemnie czegoś się od siebie nauczymy. W końcu po to jest to forum :)

    pozdrawiam

    0
  • Pomocny post
    #17 05 Kwi 2006 22:55
    Preskaler
    Poziom 37  

    Zdecydowanie POPIERAM "MarsJan-a^"!
    Nie chodzi tutaj o doktorat z elektrotechniki tylko o wytłumaczenie młodemu naukowcowi rozpoczynającemu dopiero przygodę z tym działem nauki, w możliwie jak najprostszy sposób, co to jest oporność, co impedancja i co to jest oporność pozorna? Jeśli będziemy odwoływać się do rachunku całkowego (bo tak naprawdę w taki sposób trzeba to liczyć) to zrobimy mętlik w głowie "PędOlina" i nic dobrego z tego nie wyniknie. Na razie proponuję, żeby poczytał sobie to co tutaj napisaliśmy i zapytał profesora czy dwa pomiary wystarczą? Pierwszy to rezystancja jednej (lub ew. kilku) sekcji uzwojenia a drugi to (średnia)impedancja silnika na biegu jałowym (bez obciążenia). Sposób obliczania (pomiaru) tych wielkości to pomiar prądów i napięć oraz rachunkowe wyliczanie tych wartości. No i czy to ma być układ do pomiaru jednego silnika czy silników jednego typu (chodzi o ew. rozrzut ich parametrów i wyselekcjonowanie najlepszego)? Nie dopuszczam ewentualności badania różnych silników bo to wykraczało by poza możliwości ucznia.

    0
  • #18 05 Kwi 2006 23:44
    pend0lino
    Poziom 11  

    Z tego co się orientuje na stanowisku mają być badane silniki tego samego typu i pewnie później porównywanie ich parametrów. Narazie nic więcej nie wiem.
    Spytam o te pomiary, tzn. czy wystarczy mierzyć dwa tylko czyli prąd i napięcie.

    Ciągle nie powiedzieliście mi skąd mam wziąć wartość sem? :(
    Załóżmy, że zmierze wartości napięcia i prądu. Wówczas obliczam (uwzględniając SEM jak napisał bonanza) rezystancje z zależności:

    U = IR - SEM

    Dobrze czy źle?

    Nie wiem niestety jak impedancję średnią policzyć :cry:

    Czytałem troszke dzisiaj o tym i znalazłem, że często przy analizie silników wygodnie posługiwać się stałymi czasowymi.
    Znalazłem wzory na nie:
    $$T_M={J \cdot R_t \over c_E \cdot c_M \cdot \phi^2}$$
    $$T_E={L_t \over R_t}$$

    Z tym, że w drugim wzorze jest indukcyjnośc.

    Znalazłem wzór, który pozwala na jej wyznaczenie:
    $$L=k{60\cdot U_N \over p\cdot I_N\cdot n_N}=k{2\pi \cdot U_N \over p\cdot I_N\cdot \omega_N}$$

    Czy mogę na podstawie tej zależności wyznaczyć indukcyjność?

    0
  • #19 06 Kwi 2006 10:06
    Preskaler
    Poziom 37  

    Sposób obliczania będzie zależał od wymagań profesora. Ja bym się w SEM nie "pakował". Obliczyć R i Z (impedancję - zawadę) można z wzor€ wynikających z prawa Ohma. Mierząc więc prąd i napięcie można obliczyć i oporność i indukcyjność. Średnie wartości bo takie mierzą przyrządy (chociaż wyskalowane są w wartościach skutecznych). Zaputaj prof. czy wystarczy dwa pomiary - to jest pomiar przy zatrzymanym silniku i drugi przy biegu jałowym? Z tych pomiarów otrzymasz dwie pary wyników (J i U) a to powinno wystarczyć do obliczenia oporności. SEM trudno będzie pomierzyć bo do tego celu potrzebny byłby napęd wirnika tego mierzonego silnika z możliwością regulacji i dokładnego pomiaru jego obrotów. Bo oczywiście ta SEM będzie zależeć od tych właśnie obrotów. Wzory są (tak na pierwszy rzut oka) w porządku tylko nie wyznaczysz z nich indukcyjności bo nie znasz wszystkich danych (np. "k" - współczynnik czy liczba zwojów). Zjawiska zchodzące w tym silniku są na tyle skomlikowane, że musi się iść na pewne uproszczenia i przybliżenia. To właśnie należy przedyskutować z profesorem.

    0
  • #20 06 Kwi 2006 10:14
    bonanza
    Spec od Falowników

    SEM można zmierzyć w ten sposób, że kręcimy wałem silnika ze stałą szybkością. Do zacisków silnika (jest on w tym układzie prądnicą - nie zasilamy go) dołączamy woltomierz i odczytujemy SEM. Jest to wartość SEM dla danych obrotów - bo SEM jest praktycznie proporcjonalna do prędkości obrotowej.
    Teraz wyobraź sobie, że zamiast woltomierza podłączasz źródło napięcia o takiej wartości, jaką zmierzyłeś - prąd nie popłynie, bo SEM jest źródłem o tej samej wartości, lecz przeciwnym (w oczku) zwrocie. Nic się nie zmienia. Ale powiększ nieco to napięcie zewnętrzne - silnik zacznie ciągnąć - w pewnym momencie można przestać napędzać wał. A jeśli źródło zewnętrzne będzie mieć niższe napięcie, to będzie pobierać prąd z silnika/prądnicy (z SEM) - kosztem większego obciążęnia wału (momentu).
    Oporność pozorna, bierna, reaktancja, impedancja - to pojęcia związane z prądem przemiennym, tu mamy stały. Ale są tu koledzy mądrzejsi - bo jak w szkole było o efekcie Halla, to ja byłem chory, a jak uczyliśmy się o perpetuum mobile, to byłem na wagarach. A do tych wzorów, co kolega Pend0lino podał, to wcale nie doszedłem - za wcześnie zakończyłem edukację. :D
    A zahamowanego silnika nie zasila się z 12V, bo coś nie wytrzyma - albo źródło, albo silnik, albo "hamowanie". Rezystancję mierzy omomierz, bo na bateryjce silnik nie ruszy (i SEM nie przeszkadza).
    Aha, we wzorze to raczej U=IR+SEM (oczywiście to kwestia znaku czyli biegunowości).

    1
  • #21 06 Kwi 2006 10:58
    lemos
    Poziom 17  

    Witam Zgadzam się z przedmówca, że aby zbadać SEM trzeba najpierw zdjąć charakterystykę magnesowania i dopiero z charakterystyki można odczytać SEM dla danych warunków ponieważ w każdym punkcie jest ona ina no chyba że wejdziemy w obszar nasycenia. Co prądu stałego i komutatora.Kolega powyżej upiera się że nie występują indukcyjności i imperancje i tu się kolega myli. Komutator jest elementem który zapewnia,że dwie osie magnetyczne są prostopadłe względem siebie i tworzą kąt momentu 90. Za pewnia to silnikowi pradu stałego uzyskiwanie dużych momentów. Komutator tak przełącza uzwojenia aby zapewnić wlaśnie ten 90 stopniowy kąt momentu, przezco przez uzwojenia twornika płynie prąd zmienny a nie przemienny.
    Pozdrawiam

    0
  • #22 06 Kwi 2006 11:04
    MarsJan^
    Poziom 16  

    czegos tu nie rozumiem, a mianowicie stwierdzenia

    >>> "Aha, we wzorze to raczej U=IR+SEM (oczywiście to kwestia znaku czyli biegunowości)."

    Znaczy ze zmiana biegunowosci zrodla zmienia ten znak?

    Wedlug reguly Lenza
    Indukowany w obwodzie prąd ma taki kierunek, że pole magnetyczne wywoływane przez ten prąd przeciwdziała przyczynie, która go wywołuje.

    Wynika z tego ze wyindukowane napiecie przez silnik, zawsze bedzie mialo odwrotny potencjal, czy moze sie myle?

    0
  • #23 06 Kwi 2006 11:16
    lemos
    Poziom 17  

    Witam Zgadza się SEM wyindukowane w uzwojeniu twornika maszyny ma zawsze zwrot przeciwny do przyłożonego napięcia Ua=Ea+IRa+Up, gzdie
    Ea-SEM, IRa- spadek napięcia na rezystancji uzwojeń, Up - spadek napięcia na przy przejściu przez komutator(rezystancja styku slizgowego)
    Pozdrawiam

    0
  • #24 06 Kwi 2006 11:18
    bonanza
    Spec od Falowników

    MarsJan^ napisał:
    czegos tu nie rozumiem, a mianowicie stwierdzenia

    >>> "Aha, we wzorze to raczej U=IR+SEM (oczywiście to kwestia znaku czyli biegunowości)."

    Znaczy ze zmiana biegunowosci zrodla zmienia ten znak?



    Znaczy, że jak się narysuje odwrotnie strzałkę na rysunku (w symbolu SEM - czy tam na pewno jest strzałka?), to wtedy zamieni się + i -, i trzeba też zmienić znak w wzorze. To tylko umowne - w końcu elektron też ma znak "-", prawda?
    Nie chce mi się więcej myśleć, można tu pisać o strumieniach, polach, impedancjach, przebiegach nieustalonych, fi, psi, itd. ale z praktycznego punktu widzenia silnik pobiera energię, z której część oddaje jako energię mechaniczną na wale, część to energia strat tarcia (ułożyskowanie), a rezta to straty cieplne w uzwojeniu I*I*R*t (czas t, ponieważ piszę o energii). Niektóre rzeczy są oczywiste, inne można zmierzyć na tym stanowisku pomiarowym, a reszta (straty wewnętrzne) wyjdzie z powyżej podanego bilansu energii.
    EOT

    0
  • #25 06 Kwi 2006 11:44
    MarsJan^
    Poziom 16  

    dzieki za wyjasniene

    pozdrawiam

    -1