質問: 抵抗法によるモータの巻き線温度の計測 抵抗法によるモータの巻き線温度の計測 こんにちは。 抵抗法でモータの巻き線温度を計測しようとしていますが、分からないことがあるため質問させて頂きます。 抵抗法で巻き線の温度を算出するためには、下記のパラメータが必要だと思います。 ・動作前のモータの温度(周囲温度と同じとみなす) ・動作前のモータの巻き線の抵抗値 ・動作後のモータの巻き線の抵抗値 ここでわからないのが、動作後の巻き線の抵抗値の計測方法です。 モータに通電したままの状態で抵抗値を計測することはできません。 しかし、モータへの電源供給を遮断するとモータの温度、抵抗値は急速に低下するため、 最大値を計測することは困難です。 時間経過による抵抗値の推移から近似的に算出できないかと考えているのですが、 どのような近似(1次近似、指数近似等)が妥当であるかが判断できません。 長文で申し訳ありませんが、ご存知方がいらっしゃいましたらご回答よろしくお願い致します。
回答: モータの熱時定数を考慮して指数近似が妥当です。 モータ巻き線が電気子に巻かれているdcモータの場合と、固定子 に巻かれているブラシレスdcモータあるいは交流モータなのか 文面からはわかりませんが、巻き線の巻かれている部分は熱的に ある熱容量を持っています。その熱容量のおかげで、放熱(過熱も 同じですが)は熱時定数を持ちます。モータ巻き線の遮断直前の 温度をtwmax、周囲温度ta、モータ巻き線の熱時定数をτとすれば、 モータ遮断後のモータの巻き線温度tw(t)は概略 tw(t) = (twmax - ta)exp(-t/τ) + ta (1) の関係式で下がってゆきます。式(1)でt=0がモータ遮断の 瞬間です。巻き線の熱時定数はモータの巻き線部に熱伝対等の 温度センサを取り付けてモータを回転しないようにロックした状態で モータが壊れない程度の少ない電流を一定時間(2時間くらい(モータ の大きさによるが)流し続け、巻き線温度が一定になって安定したら 電流を遮断します。電流遮断後から時間と巻き線温度(温度センサの 電圧)を連続的に測定して測定結果から熱時定数を割り出します。 実際のtwmaxの測定ではモータ遮断後から実際に巻き線温度を測定開始 するまでの正確な遅れ時間tdelayを測定しておきます。 ここで式(1)を書き換えて、 twmax = {tw(t) + ta(exp(-t/τ) - 1)}/exp(t/τ) (2) を得ます。 この式に巻き線温度開始時の最初の測定温度 tw(tdelay)とt=tdelay と 熱時定数τを式(1)に代入すればtwmaxを逆算できます。