De ankerweerstand is een van de belangrijkste parameters van een gelijkstroommotor en de waarde ervan is direct van invloed op de berekening van het koperverlies van de motor, de analyse van de startprestaties en de diagnose van storingen (zoals kortsluiting in de ankerwikkeling, veroudering, enz.). Nauwkeurige meting van de ankerweerstand vereist het volgen van een specifiek proces, waarbij storende factoren moeten worden vermeden. De specifieke methoden en belangrijke aandachtspunten zijn als volgt:
1. Voorbereidend werk vóór de meting
- Selectie van apparatuur en gereedschappen
Het is noodzakelijk om een DC-dubbelarmige brug (Wheatstone-brug) met een nauwkeurigheidsklasse van ≥ 0,5 of een zeer nauwkeurige digitale multimeter (met een interne weerstand van ≥ 10 MΩ) te gebruiken. De eerste is geschikter voor het meten van de ankerweerstand met lage weerstand (meestal in het milliohm- tot ohm-bereik) en kan de invloed van bedradingsweerstand en contactweerstand effectief elimineren. Zorg er tegelijkertijd voor dat u isolerende handschoenen, schroevendraaiers, schuurpapier (voor het reinigen van de aansluitklemmen) en het motorschema (om de positie van de ankerwikkelingsdraden te identificeren) bij de hand hebt.
- Bevestiging van de motorstatus
Vóór de meting moet de motor volledig worden uitgeschakeld, moeten alle voedingen (inclusief de ankervoeding en de bekrachtigingsvoeding) worden uitgeschakeld en moeten energieopslagcomponenten zoals condensatoren worden ontladen om het risico op een elektrische schok te voorkomen. Laat de motor afkoelen tot kamertemperatuur (meestal na een stilstand van meer dan 1 uur) om te voorkomen dat de weerstandswaarde door temperatuurstijging toeneemt (de weerstand van metalen neemt toe met de temperatuur en de temperatuurcoëfficiënt van koper is ongeveer 0,004/℃).
2. Kernmeetmethode: DC-dubbelarmbrugmethode (aanbevolen)
- Bedrading
Raadpleeg het motorschema om de twee aansluitklemmen van de ankerwikkeling te vinden (meestal gemarkeerd als "Anker +" en "Anker -"). Gebruik schuurpapier om de oxidelaag en olievlekken op het oppervlak van de klemmen te reinigen voor een goed contact. Sluit de "stroomklemmen" (I1, I2) van de DC-dubbelarmbrug respectievelijk aan op beide uiteinden van het anker en sluit de "spanningsklemmen" (U1, U2) parallel aan aan de binnenkant van de stroomklemmen (volgens het principe "spanningsklemmen dicht bij de gemeten weerstand" om te voorkomen dat de bedradingsweerstand in de gemeten waarde wordt opgenomen).
- Meetstappen
Schakel de brugvoeding in, stel de verhoudingsarm van de brug in (selecteer op basis van de geschatte waarde van de ankerweerstand; als de geschatte weerstand bijvoorbeeld 5 Ω is, kan een verhouding van 10 Ω worden gekozen) en de vergelijkingsarm, en observeer de uitslag van de galvanometerwijzer. Wanneer de wijzer terugkeert naar nul of binnen het toegestane foutbereik valt (meestal ±0,5%), noteer dan de verhoudingsarmcoëfficiënt (K) en de vergelijkingsarmwaarde (R0) en bereken de werkelijke waarde van de ankerweerstand volgens de formule. Ra = K × R0.
Om de nauwkeurigheid te verbeteren, moet de meting 3 keer worden herhaald en moet de gemiddelde waarde als eindresultaat worden genomen (meerdere metingen kunnen onbedoelde fouten, zoals schommelingen in de weerstand op het moment van contact, compenseren).
3. Veel voorkomende verstorende factoren en vermijdingsmaatregelen
- Invloed van temperatuur
Nadat de ankerwikkeling in werking is getreden, stijgt de temperatuur ervan, waardoor de weerstandswaarde toeneemt (bijvoorbeeld: wanneer de motor draait bij een temperatuur van 80 °C, is de weerstand van de koperen wikkeling ongeveer 22% hoger dan bij een kamertemperatuur van 25 °C). Als het nodig is om de "koude weerstand" (referentiestandaardstatus) te meten, moet de motor worden uitgeschakeld en afgekoeld tot kamertemperatuur. Als het nodig is om de "warme weerstand" te meten (om bedrijfsverliezen te analyseren), moet de meting binnen 10 minuten na het uitschakelen van de motor worden voltooid en moet de temperatuur van de wikkeling op dat moment worden geregistreerd om latere gegevenscorrectie te vergemakkelijken.
- Residuele magnetische flux en geïnduceerde elektromotorische kracht
Nadat een afzonderlijk bekrachtigde of shunt-bekrachtigde gelijkstroommotor is uitgeschakeld, kan de bekrachtigingswikkeling een restmagnetische flux hebben. Wanneer het anker roteert, wordt een elektromotorische kracht geïnduceerd (vergelijkbaar met een generator), die de brugmeting verstoort. Vermijdingsmethode: Sluit vóór de meting de twee uiteinden van het anker kort met een draad en draai de motoras handmatig 3-5 keer om de restmagnetische kracht te elimineren. Als er nog steeds interferentie is, kan de bedrading van de bekrachtigingswikkeling worden losgekoppeld om de invloed van de restmagnetische flux te elimineren.
- Bedrading en contactweerstand
Bij gebruik van een gewone multimeter (meting met één arm) kan de bedradingsweerstand (zoals draadweerstand, contactweerstand van de aansluitingen) een groot deel uitmaken (bijvoorbeeld: als de ankerweerstand 1 Ω is en de bedradingsweerstand 0,1 Ω, bedraagt de fout 10%). Daarom moet een brug met dubbele arm worden gebruikt om de ankerweerstand met lage weerstand te meten. Zorg er tijdens de meting voor dat de draaddoorsnede ≥ 1,5 mm² is (om de draadweerstand te verminderen) en draai de aansluitingen vast met een schroevendraaier om een virtuele verbinding te voorkomen.
4. Gegevensanalyse en toepassing na meting
- Gegevensvergelijking en -beoordeling
Vergelijk de gemeten ankerweerstand met de standaardwaarde in de handleiding van de motorfabriek: Als de werkelijke waarde meer dan 15% hoger is dan de standaardwaarde, kan dit te wijten zijn aan veroudering van de ankerwikkeling (oxidatie van de draad, verkoling van de isolatielaag) of kortsluiting tussen de windingen (een deel van de wikkeling is aangesloten, wat resulteert in een afname van de totale weerstand, wat in combinatie met andere tests moet worden beoordeeld). Als de werkelijke waarde lager is, is het noodzakelijk om te controleren op kortsluiting tussen de windingen in de wikkeling (een megohmmeter kan worden gebruikt om de isolatieweerstand van de wikkeling te meten ter beoordeling).
- Praktische toepassingsscenario's
De nauwkeurige waarde van de ankerweerstand kan worden gebruikt om de startstroom van de motor te berekenen (volgens de formule Ist = U/Ra, waarbij U de ankerspanning is) om te bepalen of de starter geschikt is. Tegelijkertijd kan de waarde worden gebruikt om het koperverlies te berekenen (Pcu = Ia²Ra, waarbij Ia de ankerstroom is) om de energie-efficiëntie van de motor te optimaliseren (als het koperverlies te groot is, moet worden gecontroleerd of de wikkeling een abnormale warmteontwikkeling heeft).
Concluderend vereist het nauwkeurig meten van de ankerweerstand van DC-motoren de selectie van geschikte instrumenten, het beheersen van de omgevingsomstandigheden, het vermijden van interfererende factoren en het combineren van meerdere metingen met datavergelijking. Alleen op deze manier kan een betrouwbare basis worden geboden voor motoronderhoud en prestatie-optimalisatie, en kunnen onderhoudsfouten of apparatuurstoringen als gevolg van onjuiste parameterinschatting worden voorkomen.