จะวัดความต้านทานอาร์เมเจอร์ของมอเตอร์ DC ได้อย่างแม่นยำเมื่อทำการทดสอบได้อย่างไร

ความต้านทานอาร์เมเจอร์เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์หลักของมอเตอร์กระแสตรง และค่าความต้านทานนี้ส่งผลโดยตรงต่อการคำนวณการสูญเสียทองแดงของมอเตอร์ การวิเคราะห์ประสิทธิภาพการสตาร์ท และการวินิจฉัยข้อผิดพลาด (เช่น การลัดวงจรของขดลวดอาร์เมเจอร์ อายุการใช้งาน ฯลฯ) การวัดความต้านทานอาร์เมเจอร์ที่แม่นยำต้องปฏิบัติตามกระบวนการเฉพาะและหลีกเลี่ยงปัจจัยรบกวน วิธีการเฉพาะและประเด็นสำคัญที่ควรทราบมีดังนี้:

1. การเตรียมงานก่อนการวัด

การเลือกอุปกรณ์และเครื่องมือ

จำเป็นต้องเตรียมบริดจ์คู่ DC (สะพานวีทสโตน) ที่มีระดับความแม่นยำ ≥0.5 หรือมัลติมิเตอร์ดิจิทัลความแม่นยำสูง (ที่มีความต้านทานภายใน ≥10MΩ) บริดจ์แบบแรกเหมาะสำหรับการวัดความต้านทานอาร์เมเจอร์ความต้านทานต่ำ (โดยปกติอยู่ในช่วงมิลลิโอห์มถึงโอห์ม) และสามารถกำจัดอิทธิพลของความต้านทานสายไฟและความต้านทานหน้าสัมผัสได้อย่างมีประสิทธิภาพ ขณะเดียวกัน ให้เตรียมถุงมือฉนวน ไขควง กระดาษทราย (สำหรับทำความสะอาดขั้วต่อ) และแผนผังวงจรมอเตอร์ (เพื่อระบุตำแหน่งของสายพันอาร์เมเจอร์)

การยืนยันสถานะมอเตอร์

ก่อนการวัด ต้องปิดมอเตอร์โดยสมบูรณ์ ตัดแหล่งจ่ายไฟทั้งหมด (รวมถึงแหล่งจ่ายไฟอาร์เมเจอร์และแหล่งจ่ายไฟกระตุ้น) และปล่อยประจุอุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน เช่น ตัวเก็บประจุ เพื่อป้องกันความเสี่ยงจากไฟฟ้าช็อต ปล่อยให้มอเตอร์เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง (โดยปกติหลังจากปิดเครื่องนานกว่า 1 ชั่วโมง) เพื่อป้องกันไม่ให้ค่าความต้านทานเพิ่มขึ้นเนื่องจากอุณหภูมิที่สูงขึ้น (ความต้านทานของโลหะจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ และค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของทองแดงอยู่ที่ประมาณ 0.004°C)

2. วิธีการวัดแกนกลาง: วิธี DC สะพานคู่แขน (แนะนำ)

การเดินสายไฟ

ดูแผนผังวงจรมอเตอร์เพื่อหาขั้วนำสองขั้วของขดลวดอาร์เมเจอร์ (โดยปกติจะระบุเป็น “อาร์เมเจอร์ +” และ “อาร์เมเจอร์ -”) ใช้กระดาษทรายขัดทำความสะอาดชั้นออกไซด์และคราบน้ำมันบนพื้นผิวของขั้วเพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสที่ดี ต่อ “ขั้วกระแส” (I1, I2) ของบริดจ์อาร์เมเจอร์แบบแขนคู่ DC เข้ากับปลายทั้งสองด้านของอาร์เมเจอร์ตามลำดับ และต่อ “ขั้วแรงดัน” (U1, U2) แบบขนานที่ด้านในของขั้วกระแส (ตามหลักการ “ขั้วแรงดันต้องอยู่ใกล้กับค่าความต้านทานที่วัดได้” เพื่อหลีกเลี่ยงการรวมค่าความต้านทานของสายไฟไว้ในค่าที่วัดได้)

ขั้นตอนการวัด

เปิดแหล่งจ่ายไฟบริดจ์ ปรับอัตราส่วนของแขนบริดจ์ (เลือกตามค่าประมาณของความต้านทานอาร์เมเจอร์ เช่น หากค่าประมาณความต้านทานอยู่ที่ 5Ω สามารถเลือกอัตราส่วนที่ 10Ω ได้) และแขนเปรียบเทียบ แล้วสังเกตการเบี่ยงเบนของเข็มชี้กัลวาโนมิเตอร์ เมื่อเข็มชี้กลับมาเป็นศูนย์หรืออยู่ในช่วงความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ (ปกติคือ ±0.5%) ให้บันทึกค่าสัมประสิทธิ์อัตราส่วนของแขน (K) และค่าที่อ่านได้จากแขนเปรียบเทียบ (R0) และคำนวณค่าความต้านทานอาร์เมเจอร์จริงตามสูตร รา = K × R0.

เพื่อปรับปรุงความแม่นยำ ควรทำการวัดซ้ำ 3 ครั้ง และควรใช้ค่าเฉลี่ยเป็นผลลัพธ์สุดท้าย (การวัดหลายครั้งสามารถชดเชยข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นโดยไม่ได้ตั้งใจ เช่น ความผันผวนของความต้านทานในขณะที่สัมผัส)

3. ปัจจัยแทรกแซงทั่วไปและมาตรการหลีกเลี่ยง

อิทธิพลของอุณหภูมิ

หลังจากขดลวดอาร์เมเจอร์ทำงาน อุณหภูมิของขดลวดจะสูงขึ้น ซึ่งจะทำให้ค่าความต้านทานเพิ่มขึ้น (ตัวอย่างเช่น เมื่อมอเตอร์ทำงานที่อุณหภูมิ 80°C ความต้านทานของขดลวดทองแดงจะสูงกว่าความต้านทานที่อุณหภูมิห้อง 25°C ประมาณ 22%) หากจำเป็นต้องวัด “ความต้านทานความเย็น” (สถานะมาตรฐานอ้างอิง) จะต้องปิดมอเตอร์และทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง หากจำเป็นต้องวัด “ความต้านทานความร้อน” (เพื่อวิเคราะห์การสูญเสียขณะทำงาน) การวัดควรเสร็จสิ้นภายใน 10 นาทีหลังจากปิดมอเตอร์ และควรบันทึกอุณหภูมิขดลวดในขณะนั้นเพื่ออำนวยความสะดวกในการแก้ไขข้อมูลในภายหลัง

ฟลักซ์แม่เหล็กตกค้างและแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

หลังจากมอเตอร์กระแสตรงแบบแยกกระตุ้นหรือแบบชันท์ถูกปิดการทำงาน ขดลวดกระตุ้นอาจมีฟลักซ์แม่เหล็กตกค้าง เมื่ออาร์เมเจอร์หมุน แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะถูกเหนี่ยวนำ (คล้ายกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) ซึ่งจะรบกวนการวัดแบบบริดจ์ วิธีหลีกเลี่ยง: ก่อนการวัด ให้ลัดวงจรปลายทั้งสองข้างของอาร์เมเจอร์ด้วยสายไฟ แล้วหมุนเพลามอเตอร์ด้วยมือ 3-5 ครั้งเพื่อปล่อยแรงเคลื่อนไฟฟ้าตกค้างที่เหนี่ยวนำ หากยังคงมีการรบกวนอยู่ สามารถถอดสายไฟของขดลวดกระตุ้นออกเพื่อกำจัดอิทธิพลของฟลักซ์แม่เหล็กตกค้าง

ความต้านทานสายไฟและการสัมผัส

หากใช้มัลติมิเตอร์แบบธรรมดา (วัดแบบแขนเดียว) ความต้านทานของสายไฟ (เช่น ความต้านทานของสายไฟ ความต้านทานหน้าสัมผัสขั้ว) อาจคิดเป็นสัดส่วนที่มาก (เช่น หากความต้านทานของอาร์เมเจอร์เท่ากับ 1Ω และความต้านทานของสายไฟเท่ากับ 0.1Ω ความคลาดเคลื่อนจะสูงถึง 10%) ดังนั้น จึงจำเป็นต้องใช้บริดจ์แขนคู่ในการวัดความต้านทานของอาร์เมเจอร์ความต้านทานต่ำ ในระหว่างการวัด โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าพื้นที่หน้าตัดของสายไฟมีขนาด ≥1.5 มม.² (เพื่อลดความต้านทานของสายไฟ) และขันขั้วด้วยไขควงเพื่อป้องกันการเชื่อมต่อแบบเสมือน

4. การวิเคราะห์ข้อมูลและการประยุกต์ใช้หลังการวัด

การเปรียบเทียบข้อมูลและการตัดสิน

เปรียบเทียบค่าความต้านทานของอาร์เมเจอร์ที่วัดได้กับค่ามาตรฐานในคู่มือของโรงงานมอเตอร์: หากค่าจริงสูงกว่าค่ามาตรฐานมากกว่า 15% อาจเกิดจากอายุของขดลวดอาร์เมเจอร์ (การเกิดออกซิเดชันของลวด การเกิดคาร์บอนในชั้นฉนวน) หรือไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างรอบ (ขดลวดบางส่วนถูกเชื่อมต่อ ทำให้ความต้านทานรวมลดลง ซึ่งจำเป็นต้องประเมินร่วมกับการทดสอบอื่นๆ) หากค่าจริงน้อยกว่านี้ จำเป็นต้องตรวจสอบการลัดวงจรระหว่างรอบในขดลวด (สามารถใช้เมกะโอห์มมิเตอร์วัดความต้านทานฉนวนของขดลวดเพื่อประกอบการพิจารณาได้)

สถานการณ์การประยุกต์ใช้จริง

ค่าความต้านทานอาร์เมเจอร์ที่แม่นยำสามารถนำมาใช้คำนวณกระแสสตาร์ทมอเตอร์ (ตามสูตร Ist = U/Ra โดยที่ U คือแรงดันอาร์เมเจอร์) เพื่อตรวจสอบว่าสตาร์ทเตอร์ทำงานตรงกันหรือไม่ ขณะเดียวกัน ยังสามารถคำนวณการสูญเสียทองแดง (Pcu = Ia²Ra โดยที่ Ia คือกระแสอาร์เมเจอร์) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ (หากการสูญเสียทองแดงมากเกินไป จำเป็นต้องตรวจสอบว่าขดลวดมีความร้อนผิดปกติหรือไม่)

สรุปได้ว่า การวัดค่าความต้านทานอาร์เมเจอร์ของมอเตอร์กระแสตรงที่แม่นยำนั้นต้องอาศัยการเลือกใช้เครื่องมือที่เหมาะสม การควบคุมสภาพแวดล้อม การหลีกเลี่ยงปัจจัยรบกวน และการผสมผสานการวัดค่าหลายๆ ครั้งเข้ากับการเปรียบเทียบข้อมูล วิธีนี้เท่านั้นที่จะสามารถให้พื้นฐานที่เชื่อถือได้สำหรับการบำรุงรักษามอเตอร์และการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน และหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการบำรุงรักษาหรือความล้มเหลวของอุปกรณ์ที่เกิดจากการประเมินพารามิเตอร์ที่ไม่ถูกต้อง

เรื่องก่อนหน้า

หลักการของมอเตอร์ DC คืออะไร?

เรื่องถัดไป

ส่วนประกอบใดของมอเตอร์ DC ที่ต้องใส่ใจเป็นพิเศษในการสึกหรอและการบำรุงรักษาในสถานการณ์เริ่ม-หยุดบ่อยครั้ง